科學家揭曉中子星誕生質量約1.3倍太陽質量

2025年3月18日，來自中國和澳洲的天文物理學家發現，中子星在誕生時的質量可以透過一個單峰分布來描述，這個分布在1.1倍太陽質量時開始增長，並在1.27倍太陽質量時達到高峰，然後迅速以一個陡峭的冪次法則下降。

中子星是超大質量恆星在生命末期經過超新星爆發後所剩下的密集核心，這些恆星的質量通常比太陽重8倍以上。經過超新星的爆發，這些中子星的質量被壓縮成一個直徑僅10公里的球體，質量卻接近或等同於太陽的1到2倍。

然而，天文學家要精確測量中子星的質量並不容易。通常，這些星體都位於雙星系統中，與另一顆天體，如白矮星或其他中子星一起運行。在這些系統中，最早誕生的中子星往往會從伴星那裡獲得額外的質量，這一過程稱為「吸積」（accretion）。這樣的質量積累使得我們難以直接測定它們的誕生質量。

「了解中子星的誕生質量對於揭開它們的形成歷史至關重要。」來自斯威本科技大學的OzGrav研究員西蒙·史蒂文森博士表示。

「吸積」——從伴星那裡獲得額外質量

為了更準確地推算中子星的誕生質量，史蒂文森博士與他的同事們分析了90顆在雙星系統中，且質量測量精確的中子星樣本。他們採用了機率方法來考慮每顆中子星誕生後所獲得的質量，進行誕生質量的推算。

研究結果顯示，中子星誕生時的質量約為1.3倍太陽質量，質量較重的中子星較為罕見。這一發現對於理解中子星的形成過程具有重要意義，尤其是在解釋來自引力波觀測的中子星合併事件時，能提供更為精確的參考資料。

北京師範大學的朱興江教授也指出：「這一研究成果讓我們終於能夠理解中子星誕生時的質量，這是天文學長期以來的一個重要問題。」

這項研究發表於《自然天文學》期刊，為我們更深入理解宇宙中最神秘而又極端的天體之一——中子星，提供了寶貴的線索。

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首圖來源：Sci.News (CC BY 4.0)

圖片來源：Nature Astronomy (CC BY 4.0)

參考論文：
Determination of the birth-mass function of neutron stars from observationsNature Astronomy