如果一颗蚂蚁大小的中子星碎片落入太阳系会发生什么?

美国国家地理频道的高分纪录片《离开地球》讲述了一颗中子星闯入太阳系,人类在最短的时间内制造了一艘宇宙飞船逃离地球的故事。当然,这是一整颗中子星。如果中子星碎片闯入太阳系会发生什么?

从地球上撤离的静态照片

中子星是一种什么样的物质?

简单来说,中子星是恒星发展的结局之一。恒星发展一般有三种结局,白矮星,中子星,黑洞。为什么会有不同的结局,是因为孕育了这些天体的恒星质量不同。

星星的几种结局

白矮星

一般7-10倍太阳质量以内的恒星,将来会发展成白矮星。这些白矮星也有些不同。比如一颗质量是太阳一半的恒星,属于安静的那种,但是它会因为质量相对较小,燃烧缓慢而获得万亿年的寿命。但最后燃料燃尽,内核失去辐射压力支撑,引力突破电子简并,内核诞生为白矮星!

大一点的会有氦闪过程。比如在2.5倍质量以内,这种类型的恒星会燃烧氦,但会在核心积聚。当质量足够大,温度足够高时,氦会突然发生剧烈变化,形成氦闪,核心的高温也会使氢燃烧得更剧烈,形成红巨星,但最终会燃尽形成白矮星。

一颗典型的白矮星,比地球略小,质量相当于太阳。

质量稍大一点的恒星不会经历氦闪,在红巨星之后变成白矮星。

中子星

一般质量大于10倍但小于30倍的恒星未来会发展成中子星,其过程与白矮星不同。由于这种质量的恒星质量很大,内核的高温会一直烧到铁芯。这时恒星的内核会突然停止发热,外壳会在引力作用下坍缩,内核和外壳以光速40%的速度碰撞,引爆超新星爆炸!

因为内核的压力太高,电子的简并力无法抵抗重力的压缩,电子被压入质子,变成中子。所以中子星是以中子状态存在的天体,受到巨大质量产生的引力的约束。

更有趣的是中子星和白矮星在一起。质量大的两个都比较小,因为质量大的可以压缩自己更多!

黑洞

当核心的质量超过《奥本海默》极限时,那么核心的坍缩可能就不会停止,它会直接坍缩成一个无穷小的黑洞。当然这个过程会伴随着超新星爆发,但是也有质量很大的恒星会发生光致蜕变,直接坍缩成黑洞!

如果中子星碎片闯入太阳系会发生什么?

上面我们知道,中子星是在强引力下形成的,所以它的碎片当然是中子星物质。如果它闯入太阳系会发生什么?会不会把整个太阳系拉过来绕着它转?

这些中子星物质有多重?

这种中子星物质有多大蚂蚁大小?最大的蚂蚁有3.7厘米长,不好计算。哪怕是一立方厘米,也比较容易。不要吐槽!按照8 14 ~ 10 15g之间的中子星密度计算,这个质量的最小质量是8亿吨!

虽然看起来很重,但也只是小行星的质量,根本成不了太阳系的气候!所以我们不需要考虑它的质量!但是更可怕的事情在后面!

中子星物质无法保持其中子物质形态。

唯一能约束中子星物质的就是强引力,所以没有中子星引力的物质会处于可怕的临界状态,因为自由中子的平均寿命约为15分钟,衰变时会释放一个电子和一个反中微子。这一衰变过程中释放的衰变能量为:

0.782343兆电子伏

中子的质量是939.5438+033 (58)兆电子伏。

产生大约0.08%的质量损失。

这种蚂蚁大小的中子星物质大约在15分钟后会变成其他物质,其变化绝对令人惊讶,因为这种物质成为贵金属的概率极高。你可能听说过中子星合并产生几个有地球质量的金,但是真的会发生!

除了在衰变过程中变成各种贵金属,当然也包括黄金,同时会有0.08%的质量损失,那么8亿吨中大概有64万吨会消失,转化为能量!这个规模有多大?广岛原子弹只有一克质量损失,能量是2万吨TNT当量!

所以这个天文能量会在15分钟左右释放出来,所以你要祈祷这个碎片是从哪里进入太阳系的。如果是柯伊伯带,那个方向会有可观测的强闪光!

如果直接通过超空间到达地球附近,那么地球就有危险了,因为它的衰变伴随着巨大的能量释放,当然主要表现为高能射线和光辐射,地球向着它出现的那一面就会遭殃!

如果直接出现在地球上,那就惨了,因为地球根本承受不了一个64万吨质量缺陷产生的能量,这次会直接把地球炸裂。当然不会彻底毁灭地球,但是人类已经消失了!

但最有可能的是,这个碎片根本无法到达地球,因为不存在所谓的超空间,也不会突然出现,所以它会在离开母星中子星的15分钟内消失!