夸克星終於出現？引力波探測器發現比中子星密度更大的天體

2020-10-18 科普大世界

恆星也有自己的生命周期，現有的天文學理論認為，像我們的太陽這樣的恆星結束主序星階段之後會成為一顆白矮星，比太陽大8~30倍的恆星，主序星階段結束之後會成為中子星，大於太陽質量30倍的恆星，主序星階段結束之後會成為黑洞。

但是科學家們推論認為在中子星和黑洞之間，很有可能還有一種星體，即夸克星。這類星體的質量比最大的中子星大一些，卻又比恆星形成的黑洞的最小量級小一些，一般認為其質量在太陽的2.5~3倍之間，曠課星的構成與中子星相似，但是本質上又是不同的，因為中子星就像是一個原子核，電子已經被巨大的收縮壓壓縮到了質子裡面成為中子，無數的中子聚集在一起，就形成了中子星；但是夸克星有比中子星更大的收縮壓，將無數的中子也都壓到了一起，使得整個星體成為了一顆中子，所以夸克星就像是一顆巨大的中子。

但是迄今為止，科學家們並沒有在宇宙中確切地看到夸克星的存在，不過最近媒體報導在美國國家科學基金會的雷射幹涉儀引力波觀測站（LIGO）和歐洲的處女座探測器的一項新研究中，科學家們發現了一個2.6倍太陽質量的物體，這個物體的質量值剛好給中子星質量上限和恆星級黑洞的質量下限之間，因此科學家們認為這顆星體很可能就是一顆夸克星（另外兩種可能是質量最大中體型和最小的恆星級黑洞）。

這個天體屬於一個雙星系統，但是這個雙星系統都是肉眼不可見的，其中較大的是一個23倍太陽質量的黑洞，被認為很有可能是夸克星的天體正在圍繞這個黑洞運行，科學家認為它處於正在被黑洞吞併的過程中。

這兩個天體都很難用光學望遠鏡發現，也是因為它們距離非常遙遠，距地球大約有8億光年，而科學家們之所以能發現它們，是通過引力波技術探測到它們的，最早發現於2019年8月14日，兩個天體近距離交匯的時候產生的引力波可以被LIGO和Virgo在地球上探測到，兩者的合併事件被叫做GW190814。

參考資料：

《科技日報》6月24日文章《科學家發現「質量間隙」中神秘天體 介於中子星與黑洞之間》

相關焦點

  • 引力波發現未知天體,可能是介於中子星和黑洞之間的夸克星
    引力波是天體運動扭曲時空產生的向外傳播的時空漣漪，但是它是如此的微弱，以至於我們只能探測到宇宙中大質量天體碰撞產生的引力波。2015年，LIGO天文臺首次探測到黑洞碰撞產生的引力波，這標誌著引力波天文學進入一個黃金時代。最近，天體物理學家探測到了迄今為止最奇怪的引力波信號。
  • 如果你相信引力波的話,那麼夸克星存在於中子星內部
    大質量恆星死亡後通過超新星爆發遺留下的殘骸——中子星是目前已知的宇宙中最為緻密的天體。一顆質量與太陽質量相當的中子星，半徑僅為10公裡左右，密度高達10^15克/立方釐米，這超過了原子核的密度。根據目前的核物理和粒子物理學知識人們還不能確定中子星內部究竟是由什麼樣的基本粒子組成的。
  • 夸克星存在嗎?藏在中子星與黑洞之間的神秘天體,它究竟是什麼?
    長期關注小編的朋友們應該知道，除了環境問題外，經常出現在小編文章裡的這些名詞大家不會陌生：黑洞，中子星，白矮星，類星體，超新星爆發等一些列。除了這些以外，宇宙中理論上應該還存在這樣一種天體，它也是超新星爆發後留下的殘骸，它就是——夸克星。
  • 科學家終於找到了夸克星的證據
    圖片：Jyrki Hokkanen, CSC - IT Center for Science在過去的40年中，科學家一直在探索是否存在夸克星或者中子星內部存在夸克核心。終於，芬蘭科學家找到了有力的證據，證明了最大的中子星核心中存在奇異的夸克物質。
  • 搞出大新聞的,是中子星還是夸克星?
    正因為如此緻密，當兩顆中子星相互繞轉且越靠越近時，也會像雙黑洞系統併合一樣向外輻射出引力波，能夠被地球上現有的引力波探測器捕捉到。然而，與黑洞不同的是，中子星有著一個實實在在的星體表面和自己的內部結構。一般而言，大家普遍認為，中子星有一個很薄的固態殼層，而在殼層底下是處於超流狀態的中子，更內部的緻密核心則可能存在更複雜的物質形態，比如超子介子甚至自由夸克。
  • 在中子星與黑洞之間,有一顆夸克星正在蠢蠢欲動
    喜歡天文的朋友，一定對於白矮星、中子星、黑洞等天體十分熟悉，這三種天體是宇宙中密度極大的天體，但這三種天體的密度大並非偶然，而是一個必然的結果，因為這三種天體的本體都是一種天體，即恆星，距離我們最近的一顆恆星就是太陽系的太陽，當太陽內部氫原料燃燒殆盡時，能量無法再供給其穩定結構，於是太陽開始向又紅又大的紅巨星轉變
  • 揭秘夸克星,你從未聽說過的神秘天體!
    在浩瀚的宇宙中，有各種各樣的天體，你所熟知的無非便是黑洞、中子星、恆星、白矮星、行星等，但你有聽說過夸克星嗎？沒錯，你沒聽過，夸克，這是比中子還要小的物質，也是組成中子的基礎單元。我們其實無法直接觀測夸克，只能從夸克互相結合而形成的強子中來間接觀測夸克，質子和中子便屬於強子。
  • 經過40年的持續探索,科學家終於在中子星中發現了夸克核
    在過去的40年中，確認中子星內部存在夸克核心一直是中子星物理最重要的目標之一。圖片：Jyrki Hokkanen, CSC - IT Center for Science在過去的40年中，科學家一直在探索是否存在夸克星或者中子星內部存在夸克核心。終於，芬蘭科學家找到了有力的證據，證明了最大的中子星核心中存在奇異的夸克物質。
  • 天體物理學家承認,有一部分中子星可能是尋找已久的夸克星
    然而基於天體物理研究，也出現了「冷夸克物質處於固態相」的看法：夸克可能因其間強的相互作用而在位形空間凝聚成團。當溫度足夠低以致熱動能遠低於夸克團之間的作用能時，夸克物質呈現固態。因這種固體類似於人們日常生活中的固體，故稱為普通固體。如果假設色超導能隙存在空間調製而破壞空間平移對稱性，也有計算表明色超導物質也可以具有剛性。
  • 物質的密度有極限嗎?會有比中子星密度更大的物質嗎?
    ，當然中子星並不都是中子組成，它也有著自己的結構！中子星的平均密度高達1億~10億噸/cm！四、夸克的世界？在中子星的內核我們猜測有一種夸克膠子等離子體的物質，那麼在中子星黑黑洞之間是否存在夸克星呢？當然這僅僅是天文學家預言中的天體，我們無從了解其密度，但有一點很清楚，它的密度明顯是高於中子星的密度上限10億噸/cm的！也許未來我們將證實這種天體是否存在！五、黑洞地盤？
  • 中子星並非一個大中子,這種星體才是,宇宙中可見的密度最高天體
    就宇宙中的實體天體來說，密度最高的是黑洞（奇點密度），比黑洞次之的就是中子星了嗎？不是的！理論認為黑洞和中子星之間還有一種密度很高的天體，它就是夸克星。天文學家們常常把中子星形容為一個（巨型原子核）是因為中子星是由大量的中子組成的，它的引力強到可以把電子壓縮到質子裡面，從而形成中子，所以中子星就是極多的中子大集合，因此它的密度高到和原子中的原子核一樣，每立方釐米中子星物質質量高達8000萬到20億噸，但是相對而言，夸克星的密度則更高，可達中子星密度的數倍，但是它發出的光仍然是可以看到的，而黑洞是連光都吸，是不可見的
  • 引力波探測器或許檢測到了中子星和黑洞的碰撞
    ，這些波紋被地球上靈敏的引力波探測器捕捉到了。在啟動第三次觀測後，室女座引力波探測器和兩個雷射幹涉引力波觀測站已經探測到了5個潛在的引力波信號。包括3種可能的碰撞，黑洞之間的的碰撞，一對中子星的碰撞，中子星與黑洞的碰撞。雷射幹涉引力波觀測臺和室女座科學聯合會正在幾近實時地公開發布他們的探測結果，這樣世界各地的天文學家就可以立即跟進自己的觀測結果。
  • 科學家發現「質量間隙」中神秘天體 介於中子星與黑洞之間
    新華社北京6月28日新媒體專電 美媒稱，數十年來，天文學家一直對介於中子星與黑洞之間的質量間隙感到困惑：最重的中子星不超過太陽質量的2.5倍（或2.5個太陽質量）；已知最輕黑洞大約是5個太陽質量。問題是：在這種所謂的質量間隙之中存在的究竟是什麼？
  • 中子有了中子星,夸克卻還發現夸克星
    中子有了中子星，夸克卻還發現夸克星，這是怎麼回事呢？雙中子星合併中子星目前已經在宇宙中觀測到，而至今也沒有在宇宙中找到夸克星的蹤跡，夸克星只是一種理論上存在的天體。假如夸克星存在，那麼，它們是一種比中子星更為緻密的天體。理論上，中子星和夸克星都是大質量恆星的演化終點，造成它們組成上存在區別的本質原因是質量的不同，夸克星要比中子星的質量更大。首先，我們簡單來了解一下中子星是怎麼形成的。內部結構恆星通過內部核聚變反應能夠產生很強的輻射壓，這種向外的壓力與自身重力相平衡。
  • 中子星核心存在大量夸克,介於黑洞和中子星之間的夸克星可能存在
    1967年，人類首次觀測到中子星的存在，且在之後的觀測中都發現中子星的質量超過奧本海默極限。今天，我們知道中子星的質量上限為2.15倍太陽，許多人可能認為奧本海默錯了，但是聰明的科學家察覺到中子星可能不是全部由中子構成，在其內部可能還有另一種狀態。
  • 引力波探測器發現迄今最強黑洞合併事件
    引力波探測器探測到了天文學家未曾想到的驚人發現——迄今為止我們所知的最大規模的黑洞合併事件。9月2日，《物理評論快報》和《天體物理學期刊快報》分別上線文章，介紹了這項發現。此次黑洞合併最早被發現於2019年5月21日，合併產生的引力波被美國雷射幹涉引力波天文臺（LIGO）和義大利室女座幹涉儀（Virgo）探測到，合併事件被命名為GW190521。兩個探測器感應到了黑洞合併產生的最後四個波紋，波紋頻率在一百毫秒內從30赫茲升至80赫茲。根據探測到的引力波，天文學家可以估算黑洞質量。
  • 天體「夸克星」:宇宙中雖不存在,卻可能是黑洞演化的一個階段
    天體「夸克星」：宇宙中雖不存在，卻可能是黑洞演化的一個階段我們知道宇宙中恆星演化的三個結局，基本上不外乎白矮星、中子星和黑洞這三種。其中質量小於1.44倍太陽的恆星會演化成白矮星，而內核質量在太陽的1.44~3.2倍（總質量在太陽的8~15倍）的恆星，會演化成中子星。而內核質量大於3.2倍太陽的恆星，則會演化成為黑洞。而科學家認為，既然存在白矮星和中子星這種天體，那麼從微觀粒子的角度來看，中子再細分還能夠分為夸克——那麼是不是還有可能存在一種，完全由夸克這種物質組成的星體呢？
  • 白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?
    如果你為白矮星的巨大密度而驚嘆不已的話，這裡還有讓你更驚訝的呢！我們將在這裡介紹一種密度更大的恆星：中子星和夸克星。
  • 中子星和黑洞都是宇宙中的極端天體,但不是一個等級,別搞混了
    本文是基於有同學邀請時空通訊回答：如果中子星密度無比巨大，成為比黑洞威力更大的天體，人類如何應付？這個問題雖然很奇怪，也沒有任何科學內涵和邏輯，但還是覺得有澄清的必要，以免大家被誤導。我們科普作者的使命就是宣傳科學知識，去偽存真，揭假還本，因而覺得有必要對這樣一個假命題來剖析一番。
  • 中子星上全是中子嗎？在中子星內部，物質可能以另一種形式存在
    在已經被證實存在的天體之中，除去黑洞以外，中子星可以說是最為強大的宇宙天體，而這種強大主要體現在它的質量和密度上。這種極為緻密的天體並不是從一開始就存在於宇宙之中的，它的前身通常是一顆大質量的恆星。在中子星上，不同區域的物質密度是不同的。中子星是一種極為緻密的天體，在中子星的表面，物質的密度大約在每立方釐米8000萬噸以上，而在中子星的內部，物質的密度卻可能達到每立方釐米20億噸。中子星內部的物質密度是非常驚人的，這不能不讓我們懷疑，在如此高密度的星體內部，物質真的能夠保持中子簡併態嗎？很可能不行。