多大質量的恆星，最終會形成超新星爆炸、中子星或黑洞？至今仍是個謎；但清華大學物理系副教授張祥光笑說，現在還活著的人類，這輩子應該沒有機會親眼目睹證實。 由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、中廣公司、News98合辦、中央大學理學院科學教育中心承辦的「2005展望演講秋季系列—物理光耀世界，紀念1905物理奇蹟年的100周年（Ⅱ）」，第四場由清華大學物理系副教授張祥光主講「中子星的故事」。 1932年 發現中子 張祥光表示，20世紀初期，科學家開始對星體的終期產生興趣，英國科學家查德威克（Chadwick）在1932年實驗發現中子，消息傳開，俄國科學家藍道 （Landau）猜想，會不會有一個星體，是由中子所形成，即星體全部或大部分由中子組合而成，由高度聚集的中子提供巨大壓力，與萬有引力抗衡，阻止星體塌陷，而維持穩定的結構。 張祥光說，一般人認為，星際間的塵埃受萬有引力吸引，塌陷聚集，熱度愈來愈高，最後使氫原子核融合為氦原子核，星球因此誕生。當恆星中心的氫用完後，內部溫度還不至於高到讓氦原子核進一步產生核融合反應，但氦原子核外層，還有殘餘的氫原子核繼續核反應。 因重力因素，恆星中心的氦原子核會繼續塌陷，最後星體中心會塌陷到溫度、密度極高，足以讓氦原子再產生核融合反應，融合為碳原子；當氦也用完，星體繼續塌陷，但小質量的恆星如太陽，此時重力應不夠讓中心的碳原子繼續產生核融合反應，最後就變成以碳原子核為主的星體，即所謂「白矮星」。 大質量的星球因重力更大，碳原子核有可能繼續產生核融合反應，變成更重的元素，例如鋁、鎂等，最終核心變成最重的鐵核心；當鐵原子核繼續塌陷，形成密度很高的巨大鐵原子核，其中質子與電子會迅速合成為中子，使星體核心變成堅硬的中子核，當外部的鐵原子繼續塌陷，碰觸到這個中子核，將迅速被反彈，形成「超新星爆炸」。 在超新星爆炸後，若星體中心的質量不大，中子的壓力能抵擋重力，就能維持穩定，成為中子星；若重力比中子的壓力還大，仍繼續塌陷，就可能形成黑洞；所以中子星與黑洞，都是星球死亡後的形態。 1967年 發現波霎現象 張祥光說，1967年，美國科學家安東尼．赫威許（Athony Hewish）的女研究生喬依絲．貝爾（Joycelyn Bell），發現來自外太空，且有固定周期的無線電訊號，原本安東尼毫無興趣，還叫喬依絲專心寫原來的論文，但喬依絲不死心，繼續研究，終於發現這些訊號來自於特定方向，且強弱變化具有相當規律的周期性。 安東尼這時才驚覺這項發現的重要性，經進一步觀測後發現，這些外太空無線電訊號共來自三個不同方向，兩人懷疑是從一個巨大的天體所發射出來，次年兩人才正式發表這項發現，並將這種現象稱為「波霎（Pulsars）」，也有學者稱為「脈衝星」。 安東尼因為這項發現，在1975年得到諾貝爾獎，但主要發現人喬依絲卻因發現時只是研究生，沒有獲此殊榮；張祥光說，喬依絲前幾年來台參加國際波霎研討會時曾抱怨，當年媒體都圍著安東尼，卻只問她把時間花在研究上，會不會影響交男朋友，她覺得受到莫大侮辱。 在兩人發現波霎後，許多科學家也展開密集觀測，發現天空中還有許多其他具有周期性的無線電訊號，目前全球有發現紀錄的波霎，共有1500個；大部分波霎周期約每秒鐘一個訊號，但也有周期極短和極長的波霎，目前發現周期最短的是1.558毫秒，最長的是8.7秒。 波霎 證實中子星存在 張祥光說，科學家普遍認為，波霎是由旋轉的天體發射出來，但若是跟太陽質量一樣的天體，一秒鐘自轉一周，甚至千分之一秒自轉一周，早就將星體上的物質全拋出，甚至脫離軌道，因此必須是密度極高的天體，才能維持軌道穩定，並周期性發射無線電訊號；換句話說，波霎的發現，證實中子星存在。 科學家也發現一個特例，即大麥哲倫星系中有個超新星，從1987年發現爆炸以來，18年間從未觀測到波霎，科學家以「有波霎就是中子星，但中子星不見得產生波霎」的論點，暫時解決這個問題；但多大質量的恆星到末期會變成中子星，可能還需要很長的時間才能釋疑。