超新星爆發或有第四種遺骸,介於中子星和黑洞之間,名曰夸克星

2020-12-05 姿勢分子knowledge

恆星是宇宙中最常見的天體之一,夜空中絕大部分星星都是恆星。

我們之所以稱之為恆星,是因為古人認為它們是恆久不變的。現在我們知道,恆星不僅位置會改變,而且也不會永恆存在,總有「死亡」的那一天。而它們的死亡,就是所謂的超新星爆發。

目前天文學家認為,恆星在超新星爆發之後,大約有三種不同的命運,它們可以變成白矮星、中子星或者黑洞。

最近,有科學家提出了一個新奇的想法,認為在中子星和黑洞之間,可能還有一種未知的天體並沒有被我們發現,那就是夸克星。

那麼,夸克星究竟是什麼樣的天體?這些科學家為何會提出這種神奇的天體呢?

這就要從恆星的死亡說起了。

我們知道,恆星之所以發光發熱,是因為核心區域有氫在不斷地進行著核聚變反應,形成氦元素,然後釋放出能量,以輻射的形式釋放到宇宙空間。儘管恆星普遍都極其巨大,但再多的燃料也總有燒完的一天。當恆星所有的氫都轉變為氦的時候,就是恆星死亡的時候。

恆星在進行超新星爆發時,外殼會被炸散到宇宙空間,而內核則在反作用力和引力的作用下,開始收縮。同時,由於壓力過大,溫度過高,氦也會開始進行核聚變反應,形成碳或者氧。

此時,這個內核擁有多少質量,就直接決定了最初那顆恆星會有怎麼樣的命運。

如果這個內核的質量不超過太陽的1.44倍,它就會變成一顆白矮星。

如果這個內核的質量超過了太陽的1.44倍,它就無法形成白矮星。在它的內部,原子結構已經被破壞,原子的核外電子被強大的壓力壓縮,導致它們無處可去,最終被強行壓縮到原子核內部,與質子結合成中子。於是,這個內核整體就成為了一個只有中子的天體,這就是中子星。

從某個角度說,中子星可以被看作是一個詭異的巨大原子核。因為,原子核就是包含m個質子和n個中子的結構,在中子星,m=0,n非常巨大。

不過,如果這個內核的質量再大一些,甚至超過了太陽的三倍,那麼,它就會走向另一個結局——黑洞。黑洞是一種非常神秘的物質,它沒有任何的體積。可以說,它的一切都被恐怖的壓力壓碎了。

可是,有科學家認為,在中子和虛無之間,還有更下一級的基礎結構,那就是夸克。

夸克是一種比中子和質子更基礎的結構,一共有六種,分別是上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克和底夸克。

如果中子也被壓碎的話,不應該先壓碎成夸克,再從夸克壓碎到虛無嗎?

於是,這些科學家提出,在中子星和黑洞之間,還有一種夸克星。只不過,這種天體還沒有被我們發現。而構成夸克星的,應該是六種夸克中的奇夸克。

這些科學家指出,就像我們將中子星理解為一種詭異的原子核一樣,夸克星就是一種更詭異的中子,由巨量的奇夸克所構成。

不過,這個說法目前還僅僅停留在理論狀態,需要天文學家的觀測。

另外,夸克究竟是不是最基礎的微觀結構,目前還不好說。根據弦理論,即使是夸克這麼小的結構,也是由更小的弦形成的。那麼,不知道在未來的日子裡,是否會有科學家提出和夸克星類似的弦星呢

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  • 白矮星●中子星●夸克星●小黑洞
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  • 太陽是超新星大爆炸之子,其母恆星遺骸在何處,能認祖歸宗嗎?
    即便太陽真的有那麼一個老爹或者老媽的遺骸,也至少是比白矮星高一級的中子星,或者是宇宙食物鏈頂端~黑洞,絕不可能是一顆白矮星。太陽系就像所有恆星系統一樣,都是誕生於一坨巨大的分子雲。而且這坨分子雲不是宇宙大爆炸之初原始的處女分子雲,這是肯定的。
  • 太陽是超新星大爆炸之子,其母恆星遺骸在何處,能認祖歸宗嗎?
    即便太陽真的有那麼一個老爹或者老媽的遺骸,也至少是比白矮星高一級的中子星,或者是宇宙食物鏈頂端~黑洞,絕不可能是一顆白矮星。太陽系就像所有恆星系統一樣,都是誕生於一坨巨大的分子雲。而且這坨分子雲不是宇宙大爆炸之初原始的處女分子雲,這是肯定的。因為宇宙大爆炸最開始的分子雲只有很簡單幹淨的兩三種元素,就是氫和氦,還有極微量的鋰。
  • 「超新星」是恆星生命的起點嗎,超新星爆發與黑洞有什麼關係?
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  • 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
    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。此次碰撞是在2019年8月被LIGO-Virgo聯合探測到的,研究人員對引力波的新分析結果發表在6月23日的《天體物理學雜誌快報》上。結果顯示,這次碰撞是一次黑洞與神秘天體的碰撞。
  • 夸克星存在重要證據發現
    科研團隊認為,解釋ASASSN-15lh的輻射能量,需要有更為巨大的能量來源。這一能源,由爆炸核心殘留下來的緻密天體來提供。對超新星輻射特徵的分析和計算揭示,這個緻密天體必須具有每秒至少上千次的極快轉速,且這一高速旋轉狀態需要保持很長時間。這些特點對物質組分提出了極為嚴苛的要求。一系列證據表明,這一爆炸殘留的緻密天體,是一顆剛剛誕生的夸克星。
  • 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。
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  • 關於神秘夸克星的故事
    這樣的一顆恆星將會是爆炸後剩下的一顆恆星的殘骸,它的密度甚至會比中子星還要大,夸克恆星的引力非常大,核心中的基本粒子,如質子和中子,會分解成組成夸克的部分。「在我們的宇宙中,是否有任何天體物理學的場景能讓它們(夸克恆星)出現?」薩特在新一集問道。一開始,他認為可能有一些東西我們將矮恆星歸類為比物理理論更緻密更重的恆星。
  • 天文學家或首次發現可以照亮宇宙的夸克星
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    它認為自然界的基本費米子包括輕子與夸克,而規範玻色子傳遞著它們之間的相互作用。描述夸克之間強相互作用的基本理論為量子色動力學(QCD),它在高能標(高溫或高密度)極限下相互作用趨於消失,但在低能標情形夸克之間存在很強的耦合。高能微擾QCD非常成功,實驗與理論很好地吻合;但QCD的低能非微擾行為卻比較複雜,認識相對不足。事實上,當今高能物理領域極具挑戰性的課題之一就是研究QCD的非微擾效應。
  • 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
    但是,在自身引力的作用下,恆星中的氫元素開始發生核聚變,產生極高的溫度和極大的壓力來抵抗引力的收縮。但是當恆星的燃料開始耗盡時,也就是恆星內部開始聚合成鐵的時候,它的外部就會向外膨脹直至爆炸,只留下一個緻密的核心。這個核心最終可能會成為白矮星、中子星或黑洞的其中一種,這取決於它的質量。
  • 體積像保齡球,質量卻如10個地球,第九大行星或是這種類型的黑洞
    所以,黑洞的確是一種十分可怕的天體,如果真有這樣的天體來到我們地球附近,那無疑將是可怕的毀滅性災難。然而,近日美國有兩位天文學家表示,還未被發現的太陽系第九大行星很有可能就是一個黑洞,它的質量相當於10個地球,然而體積只有保齡球大小,但是它的引力卻和10個地球相等。
  • 科學家發現夸克星存在重要證據
    新華社記者28日從南京大學獲悉,該校天文與空間科學學院研究團隊通過分析最近發生的一次史上最劇烈的超新星爆發,發現了夸克星存在的重要證據
  • 20年內5次超新星爆發!這個星系厲害了
    NASA自幾十年前就開始對銀河系之外的星系進行監測,並發現了大量的超新星現象。在過去的20年中,哈勃空間望遠鏡一直在監視NGC5468——一個位於室女座、距我們約1億3000萬光年的中間旋渦星系。這20年間,NGC5468共經歷了5次超新星爆發。並且,由於這個星系和我們之間的相對位置是垂直的,天文學家得以細緻入微地觀察它和它的超新星們。
  • 介於白矮星和黑洞之間的星體:中子星
    中子星是除黑洞外密度最大的星體(根據最新的假說,在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體:夸克星),同黑洞一樣是20世紀激動人心的重大發現,為人類探索自然開闢了新的領域,而且對現代物理學的發展產生了深遠影響,成為上世紀60年代天文學的四大發現之一。
  • 超新星爆發就是天體爆炸,若黑洞也會爆炸,那麼宇宙就是由此而來
    從嚴格意義上來講,現在已知的唯一一個天體爆炸現象就是超新星爆發了。當大質量的恆星進入生命末期的時候,就會發生超新星爆發,進而坍縮為中子星或黑洞。巨量的恆星物質擠壓在一起,隨即發生了反彈,產生了大爆炸,這就是我們所看到的超新星爆發。超新星爆發只存在於大質量的恆星生命末期,而質量相對較小的恆星並不會出現超新星爆發,而是會坍縮為白矮星,太陽就是如此。