中子星的生命周期大约是太阳质量的 7 到 20 倍。 当这种类型的恒星耗尽燃料时，它会在自重的作用下坍塌，压碎它的核心并引发超新星爆炸。 剩下的是一个超高密度的球体，它的直径只有一个城市那么大，但里面挤满了太阳质量的两倍。 图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室
当一颗巨星死于超新星时，它面临着几种可能的命运。 那颗星要么被彻底毁灭，要么变成一颗 黑洞，或成为 中子星. 结果取决于垂死恒星的质量和其他因素，所有这些都会影响恒星在超新星中爆炸时发生的情况。
中子星是宇宙中密度最大的天体之一。 它们的平均直径只有大约 12 英里，但比我们的太阳密度更大，太阳比中子星大 72,000 多倍。 中子星得名是因为它们的核心具有如此强大的引力，以至于这些恒星内部的大多数带正电的质子和带负电的电子结合成不带电的中子。
该模拟显示两颗致密的中子星相撞。 碰撞形成了一个由磁化气体漩涡环绕的黑洞。 一些物质在高能喷射和风中出现，会产生重元素和闪光。 图片来源：A. Tchekhovskoy、R. Fernandez、D. Kasen
中子星不会产生新的热量。 然而，当它们形成并缓慢冷却时，它们会非常热。 我们能观测到的中子星平均在 1.8 万度左右 飞轮海，相比之下，太阳的温度约为华氏 9,900 度。
中子星在宇宙中扮演着重要的角色。 最近的研究表明，中子星碰撞是宇宙中金和铀等重元素的主要来源之一。 从预先存在的质子和中子产生新原子核的过程，无论是发生在中子星碰撞、超新星、恒星燃烧或 Big Bang，称为核合成。
用事实说话
- 中子星的巨大密度意味着一茶匙中子星物质的重量将达到 10 万吨。
- 直径只有大约 12 英里的中子星可以放入芝加哥的边界内。
- 中子星周围有异常强大的磁场。
- 由于角动量守恒，中子星旋转得非常快。
- 许多中子星是通过它们发射的周期性（或脉冲）无线电波（这些被称为脉冲星）观察到的。
- 中子星碰撞不是一件小事。 该事件释放的能量相当于太阳能量的数亿倍，将时空扭曲为 引力波.
美国能源部科学办公室：对中子星研究的贡献
美国能源部科学核物理办公室计划支持核天体物理学的研究。 这门科学学科帮助我们了解宇宙中的中子星和其他物体。 两个以大学为基础的美国能源部卓越中心——德克萨斯 A&M 大学的回旋加速器研究所和三角大学核实验室——专门研究核天体物理学。 美国能源部还资助关于大爆炸、恒星、超新星和中子星合并及其作为元素来源的作用的研究。 美国能源部科学办公室的核物理项目资助了产生中子星碰撞超级计算机模型的研究。 能源部也支持 美国能源部杰斐逊实验室的实验
那，通过测量原子核中中子的分布，告诉我们中子星的物理学和致密核物质的性质。 研究致密核物质和富中子物质的特性也是该计划目的的一部分。 稀有同位素束的设施 和 Argonne Tandem Linac 加速器系统，两者都是美国能源部科学办公室的用户设施。
