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夸克星

标签: 夸克星

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理论简介编辑本段回目录

夸克星夸克模型

夸克星是由奇夸克物质组成,是一种假设的星体。理论上,奇夸克物质(简称奇物质)是在特别重的中子星里形成的密度极端高的一种物质状态。根据此理论,当构成中子星的中子因为受到本身重力塌陷的高度压缩,各别的中子会因此崩坏,组成中子夸克会分离开来,进一步转化成奇夸克,也就是“奇物质”。这时的星体就是直接由奇夸克紧密结合在一起所构成的“夸克星”或是“奇物质星”(简称“奇星”),整个星体几乎就是单一的一颗巨大的中子。以重量和密度来分类,夸克星是介于黑洞和中子星之间,如果再有足够的物质加入夸克星里,它之后会再继续收缩塌陷而成为黑洞。某些学说认为“奇物质”可能就是黑暗物质。

结构组成编辑本段回目录

夸克星地球表面的中子星和夸克星

夸克星的结构其实很简单,不像中子星那样分为很层,其密度分布大致为常数。只要质量不是太大,夸克星中心密度不到表面密度的两倍,且面密度会在约1fm的尺度上速降为零。这是由于整星体是强相互作用约束的体系,夸克由于色禁闭效应可能逃离表面太远。星体内部除了夸克之外还存在电子。因电子只受比强相互作用弱得多的电磁约束,所它们分布比较弥散,在夸克表面之外有一定延伸。因有夸克和电子保持电中性,这样就不可避免地在夸克表面形成很强的电场。这一强电场的存将一定程度上阻碍原子核与夸克物质之间的强作用,从而使得夸克星表面以上撑起一个最大质量约10E(-6)倍阳质量的壳层。如果夸克星果真具有这样一个壳层,那么它的辐射特征包括热辐射非热辐射将与中子很难区分。然而,因夸克星诞生时具有强大的中微子光子辐射场,且拥有强磁场并快速自转,一般情况下很难形成这种壳层。

夸克星夸克星
夸克星夸克星

没有壳层、表面直接裸露于星际空间的奇异星称为裸奇异星。裸奇异星表面粒子具有强的束缚能;而脉冲星某些射电辐射特征可能表明表面粒子束缚能远比中子星高。如果进一步认为其内部的夸克物质呈现固态,那么这种固体裸奇异星的表面辐射特性或许应该类似于金属,电子处于连续态。至今没有明确探测到原子谱线可能就反映了这一属性。固态奇异星类似刚体,可以表现出长期进动。另外,当固态奇异星内部应力积累到一定程度时或许发生应力迅速释放,从而导致星震。固态奇异星星震会导致两种后果:转动惯量的突然改变和能量包括弹性能引力能等的快速释放。前者可能与观测到的自转突跳glitch有关,而后者可以解释一类天体(软r射线重复暴)巨大高能射线耀斑现象。(右圖繪製:張嘉年)

目前推测编辑本段回目录

夸克星RX J185635-375: 夸克星的候选者

以目前来说,夸克星仍只是理论上的假设星体,尚未获得证实,但是在2002年4月10日由钱德拉X射线天文台所观测到的两个星体,RXJ1856和3C58,则被认为可能是夸克星。在这之前,这两个星体一直被认为是中子星。根据已知的物理定律,如果它们确实是中子星,那麽RXJ1856似乎过小,而3C58则是过冷,以此推论这两个星体应该时由比中子星密度更高的物质所构成。一些学者则认为这些观察结果仍不足以采信。至于夸克星是否真的存在就要看未来这些研究成果是否能够获得普遍的接受和证实。

研究显示,有些恒星在演化末期可能会变成“夸克星”。当星体抵受不住自身的万有引力不断收缩时,密度大增会把夸克挤出来,最终一个太阳大小的星体可能会萎缩到只有七、八公里那么大,但仍会发光。

夸克理论认为,夸克都是被囚禁在粒子内部的,不存在单独的夸克。一些人据此提出反对意见,认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好,因此大部分研究者相信夸克理论是正确的。

1997年,俄国物理学家戴阿科诺夫等人预测,存在一种由五个夸克组成的粒子,质量比氢原子大50%。2001年,日本物理学家在SP环-8加速器上用伽马射线轰击一片塑料时,发现了五夸克粒子存在的证据。随后得到了美国托马斯·杰裴逊国家加速器实验室和莫斯科理论和实验物理研究所的物理学家们的证实。这种五夸克粒子是由2个上夸克、2个下夸克和一个反奇异夸克组成的,它并不违背粒子物理的标准模型。这是第一次发现多于3个夸克组成的粒子。研究人员认为,这种粒子可能仅是“五夸克”粒子家族中第一个被发现的成员,还有可能存在由4个或6个夸克组成的粒子。

可能产生途径编辑本段回目录

夸克星黑洞

天文学家宣布,一种罕见的高光度恒星爆发可能已导致了新型物质的产生,即通常所说的夸克星。而夸克星的存在与否,若存在其生成过程又是怎样,都会是天文学的重大课题。

在有记录的3个异常光度超新星的爆发,其中之一是加州理工学院帕洛马天文台的机器人望远镜首次观测到的。根据其观测报告并与之前数据综合,加拿大天文学家指出,这3个超新星每一个亮度都是常规超新星的100倍,其爆发意味着一个之前没有观测到的新物体的产生。天文学家进而分析说,3个超新星中的每一个都可能是由中子星爆发转换成为夸克星的。

夸克星的重量和密度介于中子星与黑洞之间,如有更多物质加入引发坍缩,则最终能形成黑洞,甚至有专家认为其与暗物质关系密切。但只有进一步的观察才能对夸克星的假设作最后推论,下一步,天文学家将启用高速计算无线宽频研究与教育网来传送研究数据,以期用最高科技来接近夸克星的真实面目。

相关词条编辑本段回目录

白矮星     黑洞     黑矮星    新星   T矮星    双脉冲星    中子   中子星

参考资料编辑本段回目录

1.http://tech.sina.com.cn/d/2008-07-01/15382296260.shtml

2.http://news.dlinfo.gov.cn/2008/7-1/09112512241.html

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