宇宙天體次頂級尸骸~中子星到底有多硬，與恒星相撞會發生什么？

有網友問，中子星很小，恒星很大，如果中子星與恒星相撞是怎樣的場景。本文就以此問題為基點，談談中子星等宇宙極端天體與普通天體之間的一些常識。

嚴格的說，中子星與恒星談不上相撞，因為它們是兩種完全不一樣的天體。而且宇宙很空曠，天體之間相撞的概率太小了。發現的中子星與恒星在一起現象，幾乎都是這些天體本來就在一個系統中，如雙星或多星系統中。

中子星是大質量恒星死亡后的尸骸，又小又硬。小到什么程度呢?半徑只有10公里左右，和一個縣級小城市差不多，不快不慢的步行走幾個小時，就可以圍繞著這顆星球轉一圈；那么硬到什么程度呢？就是這么小的一個球，質量卻至少有太陽的1.44倍以上，太陽半徑約為70萬公里，如此大體積的物質壓縮到如此小的體積里，原子全部被壓碎了，電子壓倒了原子核里與質子中和成了中子，整個星球就是一個大中子，每立方厘米至少有1億噸重，你說這里的物質有多硬？

而恒星則是由氣體組成，平均密度每立方厘米只是按克計，只是中子星的百萬億到千萬億分之一。如果中子星與恒星相撞，比一顆石子穿越空氣還要虛無多了，因為石子與空氣密度只是相差幾千倍，而中子星與恒星密度相差百萬億倍。

中子星當然不會像一顆石頭穿越恒星，而是還沒有到達恒星之前，其強大的引力就會將恒星身上的“皮肉”扒下來揉碎吃掉，這種現象就叫中子星吸積。當一顆中子星與恒星形成伴星，這兩顆天體就會相互圍繞著旋轉，恒星的物質就會像拉面條一樣被中子星拉扯到自己身上，這些“面條”會圍繞著中子星高速旋轉，物質碰撞出極高溫度迸發出X射線甚至γ射線，以及強烈的可見光，在中子星周圍形成一個高亮度吸積盤，由于中子星極小，會被這個高亮度吸積盤所掩蓋，只有強烈的射線噴流從核心兩極向太空噴發。

吸積盤的物質不斷被中子星揉碎成基本粒子吃掉，又從恒星身上補充，這樣，這顆恒星質量就會逐漸減少，最終，除了一部分物質化為能量噴流消失在太空，其余都會被中子星吞噬殆盡。

中子星的質量受奧本海默極限控制，其主要原理就是：中子星能夠維持自身的天體狀態，是由于中子簡并壓，也就是中子與中子之間的強大斥力，抵消了引力收縮的壓力，達到一個平衡。這個平衡的極限是約3個太陽質量，超越了這個質量，引力的收縮壓就超過了中子簡并壓，星體就被壓垮，中子星就不存在了，而成為夸克星或黑洞。

迄今為止，科學界還沒有觀測到宇宙中有夸克星的存在，因此中子星到達質量極限很可能就直接被壓縮成黑洞。在坍縮瞬間，會爆發出宇宙的頂級能量暴~伽馬射線爆（GRB)，這種能量可達10^46~10^47焦耳，是太陽100億年輻射能量總和的上百倍，即便在上千光年距離，被這種能量掃中的星球，上面若有生命都將受到毀滅性打擊。

黑洞是宇宙中的頂級尸骸，之所以“頂級”，就是因為它更小，只是一個叫奇點的點，這個點小到幾乎沒有體積。到底有多小呢？人類認知的極限是普朗克尺度，普朗克尺度之上有解，之下無解。普朗克長度為1.6*10^-33厘米，奇點尺度應該在這個之下。迄今已知最小的粒子是輕子，包括電子、中微子等，大小約為10^-16厘米，而普朗克長度比電子、中微子小17個數量級。

黑洞的物質雖然已經被壓縮成無限小的奇點，沒有體積，或者說無法啊衡量體積，但黑洞有一個事件視界，就是圍繞著奇點形成的球狀空間，這個空間大小與黑洞質量成正比，遵循施瓦西半徑公式：R_s = (2GM)/(c^2)。

因此，黑洞事件視界又叫施瓦西半徑，人類對黑洞的認知只停留在黑洞事件視界之外，被黑洞吃掉的物質，包括光，一旦進入了視界邊界，就不知所蹤，也不知成了什么樣子。科學家們只能通過觀測黑洞視界得出黑洞的三個物理屬性，即質量、角動量、電荷，除此之外，形成黑洞的前身所攜帶的復雜物質信息以及性質都全部喪失。

這就是霍金等提出的所謂黑洞無毛理論內核，是關于黑洞屬性的基本理論。

中子星是迄今發現僅次于黑洞的次頂級尸骸，與恒星的性質完全不在一個層次。因此中子星與恒星相撞事件不會發生，只有中子星吸食恒星物質的事件發生，科學家觀測到的中子星吸食恒星的典型案例有：

1、武仙X-1 (Her X-1 / 4U 1656+35)?：這是最著名的中子星吸積系統之一。它由一顆中子星和一顆類太陽恒星組成，中子星每1.24秒旋轉一周，并從伴星吸積物質。該系統的吸積盤具有獨特的“擺動”特性（周期約35天），這使得天文學家能夠首次繪制出吸積盤風的二維垂直結構圖，為理解吸積過程提供了關鍵視角。??

2、天蝎座X-1 (Sco X-1)?：作為第一個被發現的太陽系外X射線源，Sco X-1是一個持續吸積的X射線雙星系統。其中的中子星從一顆低質量伴星（質量小于太陽）持續吸積物質，是研究穩定吸積盤和X射線輻射機制的天然實驗室。??

3、半人馬座X-3 (Cen X-3)?：這是一個包含中子星和一顆大質量O型伴星的X射線雙星系統。其中子星的自轉周期約為4.8秒，吸積過程伴隨著強烈的X射線脈沖，是研究強磁場中子星吸積的重要對象。??

4、船帆座X-1 (Vela X-1)?：該系統由一顆中子星和一顆超巨星伴星組成。中子星通過恒星風吸積伴星拋出的物質，而非通過洛希瓣溢流，是研究“恒星風吸積”模式的典型代表。??

這些觀測發現驗證了中子星吸積理論，為豐富人類對天體運動的認知起了重要的基石作用哦。