奇異星

奇異星

主要是理論上的產物,偵測到兩個之前被認為是中子星奇怪的天體,標示為,基于已知的物理原理,前者看起來比應該有的尺寸小很多,而後者則顯得太冷,因此認為它們是由密度比0號元素更高的物質組成。但是,這些觀察遭到批評,有人認為這些研究人員的結論不具有決定性的結果。

"奇異星"是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發布的天文學專有名詞中文譯名,詞條譯名和中英文解釋資料著作權由天文學名詞委所有。

  • 中文名稱
    奇異星
  • 外文名稱
    RX J1856.5-3754和3C58
  • 別稱
    中子星
  • 發現者
    錢德拉X射線天文台
  • 發現時間
    2002年4月10日
  • 平均密度
    比0號元素更高

內容簡介

“奇異星”是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發布的天文學專有名詞中文譯名,詞條譯名和中英文解釋資料著作權由天文學名詞委所有。

中文譯名奇異星
英文原名/注解exotic star; strange star

由于物質的原子摻入了奇異誇克,導致原子之間坍縮,體積變小.比如地球,如果地球中進入了奇異誇克,就會變成一個足球大小的物體在繞太陽運動.不過由于奇異誇克有一定的不穩定性,當體積小到一定程度時,很容易解體.

補充說明

“英漢天文學名詞資料庫”(以下簡稱“天文名詞庫”)是由中國天文學會天文學名詞審定委員會(以下簡稱“名詞委”)編纂和維護的天文學專業名詞資料庫。該資料庫的所有權歸中國天文學會所有。

奇異的誕生

中子星(左)和誇剋星(右)的比較中子星(左)和誇剋星(右)的比較 奇異星(誇剋星)-內部結構圖奇異星(誇剋星)-內部結構圖 奇異星的組成:H雙重子奇異星的組成:H雙重子

首先,中子星、誇剋星和黑洞都是通過相同的機製誕生的——超新星爆發。但是,這三者的質量呈遞增關系,因此通過超新星產生它們的恆星的質量也必定是遞增關系。

那麽,如果一個恆星發生爆炸,它的產物怎樣才能算是一顆中子星呢?構成中子星的中子物質具有一種特殊的性質——中子簡並,它們可以產生向外作用的中子簡並壓。當中子星自身向內的引力和向外的中子簡並壓達到平衡的時候,中子星就出現在你眼前了。

如果從超新星中誕生的這顆中子星質量太大,中子簡並壓無法抵擋向內的引力,結果會如何呢?

在這種情況下,誇克就會挺身而出取代中子,防止天體進一步坍縮。這裏所說的“誇克”是比中子更小的物質單位,1個中子由3個誇克組成:2個下誇克和1個上誇克。

當誇克簡並壓和引力間達到平衡之後,一顆誇剋星就此誕生。這時自由的上誇克和下誇克就會轉變成奇異誇克。因此,誇剋星其實是由奇異誇克物質所組成的,也正是因為如此它們還被稱為奇異星。

不同尋常的發現

迄今傳統觀點一直認為誇剋星的尺寸應該比中子星小。這看上去似乎是合理的,因為誇剋星是在中子星的基礎上進一步坍縮而成的,這使得其中的物質會變得更加致密,于是佔用的體積就會減少。但根據一個由德國、瑞士和美國科學家組成的國際合作小組的最新計算,誇剋星實際上可能會比它們的表兄中子星大。但這怎麽可能呢?

這些復雜的計算牽涉到中子星和誇剋星的“狀態方程”,它描述了組成這兩類天體的物質本身的性質。他們的計算結果顯示,一顆質量為太陽2.5倍的誇剋星會比質量為太陽2倍的中子星要來得大。

這一發現對于尋找潛在的誇剋星而言是非常有趣的。如果天文學家發現了一顆具有2.5個太陽質量的大型中子星的話,也許他們真正看到的其實是一顆誇剋星。

一旦發現了誇剋星,它不僅對于天文學家而言具有重要的意義,對于在歐洲核子中心工作的物理學家而言也是如此,他們可以借此獲得自然產生的“奇異誇克物質”的大量信息。雖然大型強子對撞機可以製造出高溫“誇克膠子電漿”,但實驗室裏至今還無法製造出奇異誇克物質,所以誇剋星的發現將會惠及天體物理學家和粒子物理學家。

然而,故事還沒有結束。奇異星還能更“奇異”。

大霹靂實驗室

弱電星結構弱電星結構

在另一項研究中,科學家誇剋星進行了仔細地“體檢”,並且嘗試把它推向極限。一個有趣的問題是,給最大質量的誇剋星再增加一點物質的話會發生什麽?在它坍縮成黑洞前是否還存在一個超越于誇剋星之外的狀態?

根據已知的粒子物理標準模型,一顆大質量的誇剋星會具有足夠的引力能來“燃燒”奇異物質。在強引力的作用下,誇剋星核心裏的誇克也許會被快速地“燃燒”,進而轉變成純粹的能量和中微子。

但真正令人著迷的地方是,由于誇剋星極為致密,甚至連在通常情況下能穿透一切的中微子也無法逃離。于是,燃燒誇克所產生的這些能量和中微子就會形成向外的壓力來抵抗引力。科學家們將這樣一顆誇剋星稱為“弱電星”。計算發現弱電星可以處于這一穩定狀態大約1千萬年,而此時它可以同時具備蘋果的“身材”和兩個地球的質量。

現在壓軸戲要上演了。弱電星的核心由此會具有極端高的密度,隻有大霹靂之後十億分之一秒的宇宙才能與之匹敵。這些極端的天體將會像是一個迷你的宇宙大霹靂實驗室,在其中的高壓之下電磁力和弱相互作用力(四種基本作用力中的兩種,另外兩種為引力和強相互作用力)會非常接近,幾乎無法區分。這為進一步深入認識自然界的基本作用力提供了絕佳的機會,甚至還有可能會引發新的物理學革命。

雖然奇異星奇異得讓人不敢相信它們會真實地存在于宇宙之中,但天文學家們正在傾其所能來尋找它們。隨著下一代望遠鏡和其他探測設備的投入使用,這些奇異的天體說不定會給我們一個誰都不曾料想到的驚喜。

資料來源

中國天文學名詞審定委員會網站:http://www.lamost.org/astrodict

維基天文網站:http://wiki.skylook.org/

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