中子星內部可能看起來像一個巨大的原子核

2025-11-24 02:15:13 分類：百科 閱讀(38)

插圖顯示了由夸克物質構成的中子星的橫截面(圖片來源:uux.cn/Jyrki Hokkanen/CSC)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：科學家們可能比以往任何時候都更接近于破解隱藏在死亡的超致密恒星(稱為中子星)表面深處的秘密。
一項新的內部超級計算機對中子星的分析顯示，這些天體有80%至90%的可能看起佛山禪城怎么找外圍酒店上門電vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達可能性具有充滿自由夸克的內核，自由夸克是中星基本的亞原子粒子，通常只在質子和中子等其他粒子中發(fā)現。內部
質子和中子本身聚集在一起形成原子核，可能看起電子圍繞在原子核周圍。中星但根據該團隊的內部說法，如果中子星核心確實充滿了自由夸克，可能看起佛山禪城怎么找外圍酒店上門電vx《134+8006/5952》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達它們將由一種被稱為“冷夸克物質”的中星奇異物質組成。而在冷夸克物質中，內部單個質子和中子不可能存在。可能看起所以，中星原子不可能存在。內部只有夸克。可能看起
如果是真的，這將使中子星類似于難以置信的巨大原子核。
“具體地看到每一個新的中子星觀測如何使我們能夠越來越精確地推斷中子星物質的屬性，這是令人著迷的，”即將接任赫爾辛基大學副教授的研究主要作者Joonas Nä ttilä在一份聲明中說。
當質量為太陽10至20倍的恒星耗盡其核心發(fā)生內在核聚變所需的燃料時，中子星就誕生了。這導致向外的能量停止，這種能量在數百萬年甚至數十億年中，保持恒星穩(wěn)定，對抗其自身重力的向內壓力。
隨著引力成為這場宇宙拉鋸戰(zhàn)的勝利者，恒星的核心開始坍縮。當這種情況發(fā)生時，仍在發(fā)生核聚變的恒星外層物質在大規(guī)模超新星爆炸中被吹走。
這使得恒星核心的質量在太陽的一到兩倍之間，濃縮到只有大約12英里(20公里)的寬度。
現在中子星的尺寸大幅縮小，產生了密度如此之大的物質，如果帶到地球上，一塊方糖大小的物質將重達10億噸。這個方糖的重量相當于3000個帝國大廈。
所以現在的問題是，這種不可思議的奇異物質，可能在宇宙中其他地方都找不到，是由什么組成的？更一般地說，這些死亡恒星最密集區(qū)域的條件真的能創(chuàng)造出一種全新的物質相，稱為沒有質子和中子的冷夸克物質嗎？
科學家不能訪問中子星來獲得這種物質的樣本；即使是最近的中子星也在400光年之外，所以下一個最好的辦法是使用實際天文數據和超級計算機的強大組合來模擬恒星表面下的條件。
這項新研究使用了一種稱為貝葉斯推斷的統計推斷，通過與觀察數據進行直接比較來計算不同模型參數的可能性。
這使得該團隊能夠確定中子星物質的邊界，使工作人員得出結論，冷夸克物質的存在概率很高。該機制還表明，中子星中存在一種“非核”物質狀態(tài)，其中夸克被允許存在于質子、中子和其他粒子中。
赫爾辛基大學理論物理學教授Aleksi Vuorinen在聲明中說:“它們的組成夸克和膠子反而從典型的顏色限制中解放出來，并被允許幾乎自由地移動。”
該小組的超級計算機模擬還表明，中子星內的物質經歷從核物質到“夸克物質”的快速狀態(tài)變化的概率低于20%，幾乎就像水變成冰一樣。這種物質的快速變化可能會破壞中子星的穩(wěn)定，甚至會使一個微小的夸克物質坍縮而產生黑洞。
這項研究還提出，通過進一步的分析，未來可以完全證實夸克物質核心的存在。
這個問題的關鍵是確定從核物質到夸克物質的相變強度，當引力波探測器變得足夠敏感，能夠“聽到”時空中源于兩顆圍繞彼此軌道運行的中子星碰撞前最后一刻的微小波紋時，這是可能的。
盡管如此，即使有了改進的觀測數據，更好的中子星核心模型仍然需要大量的計算能力和時間。
“我們必須使用數百萬個CPU小時的超級計算機時間，才能將我們的理論預測與觀測進行比較，并限制夸克物質核心的可能性，”團隊成員、赫爾辛基大學的研究生Joonas Hirvonen在聲明中說。
該團隊的研究發(fā)表在12月的《自然通訊》雜志上。