三颗中子星给我们的教训

导读 欧洲航天局的 XMM-Newton 和美国宇航局的钱德拉太空飞船探测到了三颗年轻的中子星,它们的温度比同龄的中子星要低得多。通过将它们的特性...
2024-06-21 11:05:47

欧洲航天局的 XMM-Newton 和美国宇航局的钱德拉太空飞船探测到了三颗年轻的中子星,它们的温度比同龄的中子星要低得多。通过将它们的特性与不同的中子星模型进行比较,科学家得出结论,这些奇怪的中子星的低温使大约 75% 的已知模型不合格。这是向揭示统治所有中子星的“状态方程”迈出的一大步,对宇宙的基本定律具有重要意义。

该论文发表在《自然天文学》杂志上。

物质被挤压到极限

中子星是宇宙中密度最大的物体,仅次于恒星质量黑洞。每颗中子星都是一颗巨星的压缩核心,是恒星在超新星爆炸后留下的。耗尽燃料后,恒星的核心在重力作用下内爆,而其外层则向外喷射到太空中。

中子星中心的物质受到的挤压如此之大,以至于科学家仍然不知道它会以何种形式存在。中子星得名于这样一个事实:在这种巨大的压力下,甚至原子也会坍缩:电子与原子核合并,将质子变成中子。但情况可能会变得更加奇怪,因为极端的高温和高压可能会稳定其他地方无法生存的更多奇异粒子,或者可能将粒子熔合在一起,形成由其组成夸克组成的漩涡汤。

中子星内部发生的事情可以用所谓的“状态方程”来描述,这是一个理论模型,描述了中子星内部可能发生的物理过程。问题是,科学家还不知道数百种可能的状态方程模型中哪一个是正确的。虽然单个中子星的行为可能取决于它们的质量或旋转速度等特性,但所有中子星都必须遵循相同的状态方程。

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