夸克星

健康知識 9547 139 2016-10-08

夸克星是一種假設的星體,被認為是由強烈的相互作用形成的。根據理論,恒星死亡時會在自身重力的影響下發生坍縮,若其質量為中等,即約比太陽的質量多1.44倍,重力就足夠將恒星物質中的電子和質子擠壓到一起形成中子;若該恒星質量更大,中子可能破碎成自身的組成成分,即夸克。在一定的壓力下半數由中子分離而成的夸克能夠轉化為奇夸克,產生一種更加致密的物質類型。這時的星體就是由奇夸克緊密結合在一起所構成的“夸克星”。

基本信息

  • 中文名

    夸克星

  • 外文名

    quark star

  • 定 義

    由強烈的相互作用形成的

  • 性 質

    是一種假設的星

目錄
1簡介
2結構組成
3黑暗物質說
4產生途徑
5發現

夸克星是一種假設的星體,被認為是由強烈的相互作用形成的。根據理論,恒星死亡時會在自身重力的影響下發生坍縮,若其質量為中等,即約比太陽的質量多1.44倍,重力就足夠將恒星物質中的電子和質子擠壓到一起形成中子星;若該恒星質量更大,中子可能破碎成自身的組成成分,即夸克。在一定的壓力下半數由中子分離而成的夸克能夠轉化為奇夸克,產生一種更加致密的物質類型。這時的星體就是由奇夸克緊密結合在一起所構成的“夸克星“。

簡介

夸克星是由奇夸克物質組成,是一種假設的星體。理論上,奇夸克物質(簡稱奇物質)是在特別重的中子星里形成的密度極端高的一種物質狀態。根據此理論,當構成中子星的中子因為受到本身重力塌陷的高度壓縮,個別的中子會因此崩壞,組成中子的夸克會分離開來,進一步轉化成奇夸克,也就是“奇物質“。這時的星體就是直接由奇夸克緊密結合在一起所構成的“夸克星“或是“奇物質星“(簡稱“奇星“),整個星體幾乎就是單一的一顆巨大的中子(對比來說,白矮星只是密集的原子核,而中子星就可以看作是一個巨大的原子核(中子團),夸克星就是一個巨大的中子,黑洞就是一個理論上的奇點,體積為0)。以重量和密度來分類,夸克星是介于黑洞和中子星之間,如果再有足夠的物質加入夸克星里,它之后會再繼續收縮塌陷而成為黑洞。

在有記錄的3個異常光度超新星的爆發中,有一個是加州理工學院帕洛馬天文臺的機器人望遠鏡首次觀測到的。根據其觀測報告并與之前數據綜合,加拿大天文學家指出,這3個超新星每一個亮度都是常規超新星的100倍,其爆發意味著一個之前沒有觀測到的新物體的產生。天文學家進而分析說,3個超新星中的每一個都可能是由中子星爆發轉換成為夸克星的。

夸克星的重量和密度介于中子星與黑洞之間,如有更多物質加入引發坍縮,則最終能形成黑洞,甚至有專家認為其與暗物質關系密切。但只有進一步的觀察才能對夸克星的假設作最后推論,下一步,天文學家將啟用高速計算無線寬頻研究與教育網來傳送研究數據,以期用最高科技來接近夸克星的真實面目。

發現

迄今傳統觀點一直認為夸克星的尺寸應該比中子星小。這看上去似乎是合理的,因為夸克星是在中子星的基礎上進一步坍縮而成的,這使得其中的物質會變得更加致密,于是占用的體積就會減少。但根據一個由德國、瑞士和美國科學家組成的國際合作小組的最新計算,夸克星實際上可能會比它們的表兄中子星大。但這怎么可能呢?

這些復雜的計算牽涉到中子星和夸克星的“狀態方程“,它描述了組成這兩類天體的物質本身的性質。他們的計算結果顯示,一顆質量為太陽2.5倍的夸克星會比質量為太陽2倍的中子星要來得大。

這一發現對于尋找潛在的夸克星而言是非常有趣的。如果天文學家發現了一顆具有2.5個太陽質量的大型中子星的話,也許他們真正看到的其實是一顆夸克星。

一旦發現了夸克星,它不僅對于天文學家而言具有重要的意義,對于在歐洲核子中心工作的物理學家而言也是如此,他們可以借此獲得自然產生的“奇異夸克物質“的大量信息。雖然大型強子對撞機可以制造出高溫“夸克膠子等離子體“,但實驗室里至今還無法制造出奇異夸克物質,所以夸克星的發現將會惠及天體物理學家和粒子物理學家。