宇宙天体次顶级尸骸~中子星到底有多硬，与恒星相撞会发生什么？

有网友问，中子星很小，恒星很大，如果中子星与恒星相撞是怎样的场景。本文就以此问题为基点，谈谈中子星等宇宙极端天体与普通天体之间的一些常识。

严格的说，中子星与恒星谈不上相撞，因为它们是两种完全不一样的天体。而且宇宙很空旷，天体之间相撞的概率太小了。发现的中子星与恒星在一起现象，几乎都是这些天体本来就在一个系统中，如双星或多星系统中。

中子星是大质量恒星死亡后的尸骸，又小又硬。小到什么程度呢?半径只有10公里左右，和一个县级小城市差不多，不快不慢的步行走几个小时，就可以围绕着这颗星球转一圈；那么硬到什么程度呢？就是这么小的一个球，质量却至少有太阳的1.44倍以上，太阳半径约为70万公里，如此大体积的物质压缩到如此小的体积里，原子全部被压碎了，电子压倒了原子核里与质子中和成了中子，整个星球就是一个大中子，每立方厘米至少有1亿吨重，你说这里的物质有多硬？

而恒星则是由气体组成，平均密度每立方厘米只是按克计，只是中子星的百万亿到千万亿分之一。如果中子星与恒星相撞，比一颗石子穿越空气还要虚无多了，因为石子与空气密度只是相差几千倍，而中子星与恒星密度相差百万亿倍。

中子星当然不会像一颗石头穿越恒星，而是还没有到达恒星之前，其强大的引力就会将恒星身上的“皮肉”扒下来揉碎吃掉，这种现象就叫中子星吸积。当一颗中子星与恒星形成伴星，这两颗天体就会相互围绕着旋转，恒星的物质就会像拉面条一样被中子星拉扯到自己身上，这些“面条”会围绕着中子星高速旋转，物质碰撞出极高温度迸发出X射线甚至γ射线，以及强烈的可见光，在中子星周围形成一个高亮度吸积盘，由于中子星极小，会被这个高亮度吸积盘所掩盖，只有强烈的射线喷流从核心两极向太空喷发。

吸积盘的物质不断被中子星揉碎成基本粒子吃掉，又从恒星身上补充，这样，这颗恒星质量就会逐渐减少，最终，除了一部分物质化为能量喷流消失在太空，其余都会被中子星吞噬殆尽。

中子星的质量受奥本海默极限控制，其主要原理就是：中子星能够维持自身的天体状态，是由于中子简并压，也就是中子与中子之间的强大斥力，抵消了引力收缩的压力，达到一个平衡。这个平衡的极限是约3个太阳质量，超越了这个质量，引力的收缩压就超过了中子简并压，星体就被压垮，中子星就不存在了，而成为夸克星或黑洞。

迄今为止，科学界还没有观测到宇宙中有夸克星的存在，因此中子星到达质量极限很可能就直接被压缩成黑洞。在坍缩瞬间，会爆发出宇宙的顶级能量暴~伽马射线爆（GRB)，这种能量可达10^46~10^47焦耳，是太阳100亿年辐射能量总和的上百倍，即便在上千光年距离，被这种能量扫中的星球，上面若有生命都将受到毁灭性打击。

黑洞是宇宙中的顶级尸骸，之所以“顶级”，就是因为它更小，只是一个叫奇点的点，这个点小到几乎没有体积。到底有多小呢？人类认知的极限是普朗克尺度，普朗克尺度之上有解，之下无解。普朗克长度为1.6*10^-33厘米，奇点尺度应该在这个之下。迄今已知最小的粒子是轻子，包括电子、中微子等，大小约为10^-16厘米，而普朗克长度比电子、中微子小17个数量级。

黑洞的物质虽然已经被压缩成无限小的奇点，没有体积，或者说无法啊衡量体积，但黑洞有一个事件视界，就是围绕着奇点形成的球状空间，这个空间大小与黑洞质量成正比，遵循施瓦西半径公式：R_s = (2GM)/(c^2)。

因此，黑洞事件视界又叫施瓦西半径，人类对黑洞的认知只停留在黑洞事件视界之外，被黑洞吃掉的物质，包括光，一旦进入了视界边界，就不知所踪，也不知成了什么样子。科学家们只能通过观测黑洞视界得出黑洞的三个物理属性，即质量、角动量、电荷，除此之外，形成黑洞的前身所携带的复杂物质信息以及性质都全部丧失。

这就是霍金等提出的所谓黑洞无毛理论内核，是关于黑洞属性的基本理论。

中子星是迄今发现仅次于黑洞的次顶级尸骸，与恒星的性质完全不在一个层次。因此中子星与恒星相撞事件不会发生，只有中子星吸食恒星物质的事件发生，科学家观测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)‌：这是最著名的中子星吸积系统之一。它由一颗中子星和一颗类太阳恒星组成，中子星每1.24秒旋转一周，并从伴星吸积物质。该系统的吸积盘具有独特的“摆动”特性（周期约35天），这使得天文学家能够首次绘制出吸积盘风的二维垂直结构图，为理解吸积过程提供了关键视角。‌‌

2、天蝎座X-1 (Sco X-1)‌：作为第一个被发现的太阳系外X射线源，Sco X-1是一个持续吸积的X射线双星系统。其中的中子星从一颗低质量伴星（质量小于太阳）持续吸积物质，是研究稳定吸积盘和X射线辐射机制的天然实验室。‌‌

3、半人马座X-3 (Cen X-3)‌：这是一个包含中子星和一颗大质量O型伴星的X射线双星系统。其中子星的自转周期约为4.8秒，吸积过程伴随着强烈的X射线脉冲，是研究强磁场中子星吸积的重要对象。‌‌

4、船帆座X-1 (Vela X-1)‌：该系统由一颗中子星和一颗超巨星伴星组成。中子星通过恒星风吸积伴星抛出的物质，而非通过洛希瓣溢流，是研究“恒星风吸积”模式的典型代表。‌‌

这些观测发现验证了中子星吸积理论，为丰富人类对天体运动的认知起了重要的基石作用哦。