中子星实际上会如何出现？

看过许多中子星和行星的艺术家制作的绕其运行的图片后，我想知道脉冲星在可见光下会如何出现在人类身上（假设强烈的辐射等不会杀死我们） 。

据我了解，脉冲星的光束是从恒星的磁极而不是旋转极投射出来的，旋转极不一定彼此对齐。假设脉冲星旋转得非常快，并且光束在很长的距离内都可以看到（例如，如果它穿过脉冲星云，那么它会显示为直线，曲线还是圆锥形）？假设可以在可见光下看到光束。

鉴于中子星的密度令人难以置信且其物理尺寸很小，夜空是否会明显地扭曲到某个位置（例如），在假设的行星上日落之后，人们可能会观察到该恒星附近或之后的其他行星，否则被它挡住了吗？

考虑到它们的表面积很小，中子星是否仍会在类似的距离下像太阳一样发光？您必须将中子星的视星等距离与地球的太阳距离相距多近？

您的问题过于笼统，您需要查看具体示例。

首先，很少有中子星是脉冲星。脉冲星是无论是在中子星的生活开始脉冲星的降速期间有短暂的阶段，或者他们是自旋的产品了中子星的双星系统。大多数中子星都不属于这两个类别。

标准中子星在相似的温度下看起来会像其他任何恒星一样。尽管中子星的冷却历史仍然不确定，并且取决于某些奇异的物理学，但它们中的大多数确实会非常热-100,000 K或更高。这样的物体是“白热的”-它以眼睛可见的所有频率（以及在紫外线波长下更多的频率）发射黑体辐射。

为了与太阳匹配，您必须获得多近的光度/亮度？好吧，这取决于中子星的大小和温度。大多数被认为具有20公里的直径。您进行计算的方法是，将给定距离的单位面积黑体辐射通量等同于每平方米约1300 W的太阳辐射常数。但是，中子星有两个皱纹：首先，辐射在重力上发生了红移，因此我们测量的温度低于表面温度。其次，广义相对论告诉我们，我们不仅可以看到中子星的半球-即我们可以看到背面，还可以看到更多的通量。这些大致是两个因素的影响，因此仅需估算一个数量级，$T=10^{5}$ K。

对黑体使用斯蒂芬定律，然后在距离，有 其中是Stefan-Boltzmann常数。$d$

$$\frac{4 \pi r^2}{4\pi d^2} \sigma T^4 = 1300\ W\ m^{-2},$$ $\sigma$

对于 km，则 m，这恰好与太阳半径有关。当然，该距离取决于温度的平方，因此， K 的年轻NS ，然后 au。$r=10$$d=7 \times 10^{8}$$T=10^6$$d \sim 1$

这些距离是所有波长的总通量与太阳总通量相似的距离。为了仅针对可见范围进行计算，我们需要考虑辐射热校正，它将视觉大小转换为辐射热大小。太阳的辐射线校正为，而非常热的恒星的辐射线校正可以为-5 mag。这意味着与太阳光相比，可见光带中仅出现热中子星的1％的通量。这意味着，如果我们要求中子星的视觉亮度与太阳相似，则上面计算的距离必须减少10倍。$\sim 0$

转向脉冲星。注意，脉冲辐射确实具有光学分量，并且已经从许多脉冲星看到了脉冲光辐射。当光束扫过视线时，光学同步加速器发射似乎只是脉冲星的周期性强烈变亮。如果您不在视线范围内，则不会看到脉冲光发射。如果您可以观察到穿过星云或脉冲星周围其他介质的光束，那么可以看到沿光束路径产生的电离或散射光，您可能会看到一些效果。

最后，引力透镜效应。是的，它应该接近中子星。偏转角（以弧度为单位）由 其中是光通向中子星的距离，是中子星的质量。用中子星半径10km 表示： 严格来说，该公式仅对有效。

$$\alpha = \frac{4GM}{c^2 b},$$ $b$$M$$b$α« $$\alpha \simeq 0.83 \left(\frac{M}{1.4M_{\odot}}\right) \left(\frac{b}{10 km}\right)^{-1},$$ $\alpha \ll 1$

因此，请考虑在1 au距离处直接位于中子星后面的行星。由此产生的光仅需弯曲弧度的角度即可从直径为1的直径相反的行星上看到au。因此这很容易实现。但是，图像可能会高度失真，尤其是在中子星旋转时。它看起来与模拟的黑洞图像没有什么不同，但是在中间有一个明亮的中子星，而不是黑色的圆盘。$\sim 2 \times 10\ km/1\ au \sim 10^{-7}$

证据不支持说脉冲星在高温下看起来像黑体。蟹状星云脉冲星的光学测量显示出平坦的频谱看到这个。这是光发射来自同步加速器辐射而不是热表面的结果。

最近的Gaia DR2结果包括Crab Pulsar，名称为DR23403818172572314624，其BP-RP颜色为1.0494，相当于DR2 HR图中约5,100 K的温度。这与DR2数据中显示的温度非常相似。这需要谨慎使用，因为校准是针对具有“黑体”气氛而不是由于同步加速器辐射而产生“大气”辐射的恒星。见这为全面DR2数据。

我们不知道辐射的“大气”有多大，但可以根据上面链接中的DR2数据得出一个大致的想法。但是，视差（距离）不确定性很大，因此需要更好的距离测量。

我可以给出答案，但我欢迎改正。

我想知道脉冲星如何在可见光下对人类出现

除非存在重要的星云，否则在可见光谱中看起来就不多了，那么我们可能会看到脉冲星对星云的影响，但看不到脉冲星本身。X射线和无线电波是不可见的，如果脉冲星没有对准我们，我们将不会看到它穿过空白空间。

中子星通常太热了，我们看不到。如果有人将其冷却到大约10或2万度，那么它可能会发出明显的蓝色光芒，看起来像是天空中最亮的恒星，仍然只是天空中的一个点，但是天空中最亮的一个点在1 AU。

但大多数情况下它们太热而无法在可见光下发光。

从中子星从1 AU可能会看到的可能是吸积盘。落入中子星的物质会变得非常热，如果撞击的能量远大于裂变能，则该能量会变大，因此当物质靠近中子星并旋入时，您可能正在谈论X射线和伽马射线，但是您可能会在一定距离之外（也许是在逐渐衰减的轨道中）看到明显发光的吸积盘。实际上，您所看到的将取决于中子星周围的情况，而不是取决于恒星本身。

据我了解，脉冲星的光束是从恒星的磁极而不是旋转极投射出来的，旋转极不一定彼此对齐。假设脉冲星旋转得非常快，并且光束可以在很长的距离内看到-例如，如果它穿过脉冲星云，它会显示为直线，曲线还是圆锥形？

这里的问题是，您看不到光束。您会看到指向您的光线，看不到太空中的光束（即使它是可见光）。

您会看到光束由于空气中的灰尘和水分子反射而没有对准您的光束。

（看小图）

在太空中，物质散布得多。确实，脉冲星可以照亮一部分星云，尽管无论如何星云也可能会自己发光（我对此不十分确定），但是星云非常大且分布很广。从肉眼看到它，我认为除了看到大光辉之外，您看不到其他任何东西。

如果您可以看到脉冲星光束，则光需要1分钟才能经过8分钟，而脉冲星可以在8分钟内旋转数百次，甚至可能在数千分钟内旋转数千次，因此，如果您实际上可以看到光束，那将是非常弯曲，像螺旋形。光源本身会以直线传播，但是由于光源正在快速旋转，因此它看起来像这样（下图），如果有足够的材料可以使光源反射（可能不会），不在1 AU之内）。

实际上，它看起来不像那样，但是如果您可以看到光束，那就是它的样子。从单个点看，螺旋形是脉冲星，关闭，打开，关闭，打开，关闭，打开等。

另外，光从不以螺旋形传播，而是沿直线远离脉冲星传播，但是就像这里的水螺旋形一样，它沿直线下落，但看起来像是呈螺旋形下落（如果有意义） ）。

鉴于中子星的密度令人难以置信且其物理尺寸很小，夜空是否会明显地扭曲到某个位置（例如），在假设的行星上日落之后，人们可能会观察到该恒星附近或之后的其他行星，否则被它挡住了吗？

好吧，对于初学者来说，那里没有太阳，行星很可能看不见。如果中子星由于吸积盘变热而明亮地发光，那么您看不到它后面的任何东西，因为它的亮度会使周围的光线弯曲而变得发白。

现在，如果在我们的眼中，如果中子星是黑暗的，那么我们可以看到它周围的引力透镜，但是恒星而不是行星会导致行星变暗。（月亮也将是非常黑暗的，它所遮挡的东西多于其发光的东西）。但是镜头会很小。可见透镜只有中子星直径的几倍，也许是100英里，而9300万英里之外的直径确实很小。正确排列后，您可能会在这里或那里看到恒星出现一些奇怪的翘曲，但是要看到任何有趣的可见透镜，您需要一台功能强大的望远镜。

考虑到它们的表面积很小，中子星是否仍会在类似的距离下像太阳一样发光？您必须将中子星的视星等距离与地球的太阳距离相距多近？

有点触及到上面。中子星可以在脉冲星束中释放出很多能量，但这主要是X射线，而不是可见光。它的明亮程度取决于当时有多少材料掉入其中，因此对于拥有相等亮度的地球需要达到多近的距离没有正确的答案。这也是另一种亮度，大多数不是可见光。但是无法回答这个问题，因为它取决于太多的事情。

当中子星刚形成时（通常发生在超新星之后，因此释放出巨大的能量），但是当恒星刚形成时，直径可能为12-15英里，但其表面温度可能（猜测）为十亿度，尽管它很快冷却。一颗非常年轻的中子星可能会向我们的太阳发射更多的能量，尽管其中大部分会在中微子中通过地球。但是那种能源输出水平不会持续很长时间。几年内它将冷却到大约一百万度。 来源。

如果我们假设脉冲星的表面与其他中子星一样，除非光束指向您，否则它将看起来像其他中子星。RX J1856.5-3754（https://en.wikipedia.org/wiki/RX_J1856.5-3754）是我们可以在光波长下看到的极少数中子星之一。它在≈61秒差距处的视觉强度为25.6（太阳在该距离处的视在视觉强度约为8.75）。转动曲柄，我得到的绝对视觉强度MV为21.67，视觉亮度为≈.00000018。以平方根为单位，我需要大约.00043 AU，或者大约是太阳直径的十分之一，才能使其在视觉上与来自地球的太阳一样明亮。直径只有14公里左右时，它会很小，大约是太阳的表观直径的4.7％-不到一个点。但是如上所述，中子星的实际辐射强度要高得多。从远处看（不受保护）的人会在短时间内将其蒙蔽并油炸。在这一距离处，重力可能还足够远，以至于使恒星变暗的相对论效应会更小，恒星会显得更亮。人们可能还会注意到一些潮汐影响。这种情况需要拉里·尼文（Larry Niven）为其故事“中子星”所用的“通用产品船体”！