Root Nation訊息資訊科技資訊宇宙碰撞後可能形成了一顆以前看不見的“奇異夸克星” 

宇宙碰撞後可能形成了一顆以前看不見的“奇異夸克星” 

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宇宙中可能存在被稱為“奇異夸克星”的極其密集和奇異的假設宇宙物體。 當天體物理學家繼續爭論夸克星的存在時,一組物理學家發現,在 2019 年觀察到的中子星合併的殘餘物恰好具有成為夸克星所需的質量。

當恆星死亡時,它們的核心收縮得如此之多,以至於它們變成了新類型的物體。 例如,當太陽最終消亡時,它會留下一顆白矮星,一個行星大小的高度壓縮碳和氧原子球。 當更大的恆星在稱為超新星的災難性爆炸中爆炸時,它們會留下中子星。 這些令人難以置信的密集物體只有幾公里寬,但它們的質量可能是太陽的幾倍。 正如它們的名字所暗示的那樣,它們幾乎完全由純中子組成,使它們實際上是千米長的原子核。

宇宙碰撞後可能形成了一顆以前看不見的“奇異夸克星”

中子星是如此奇特,以至於物理學家還沒有完全理解它們。 儘管我們可以觀察到中子星如何與其環境相互作用,並對這種中子物質在地表附近發生了什麼做出了一些很好的猜測,但它們核心的組成仍然難以捉摸。

問題是中子不是完全的基本粒子。 儘管它們與質子結合形成原子核,但中子本身是由更小的稱為夸克的粒子組成的。

有六種類型,或 香氣,夸克:上、下、上、下、怪、粲。 一個中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。 如果你把太多的原子壓在一起,它們就會變成一個巨大的中子球。 所以如果你把太多的中子擠在一起,它們會變成一個巨大的夸克球嗎?

答案從“也許”到“很難”不等。 問題是夸克真的不喜歡獨處。 將夸克束縛在原子核中的強核力實際上隨著距離的增加而增加。 如果你試圖將兩個夸克拉在一起,拉回它們的力就會增加。 最終,它們之間的引力能量變得如此之大,以至於真空中出現了新的粒子,包括新的夸克,它們與分離的夸克愉快地結合在一起。

宇宙碰撞後可能形成了一顆以前看不見的“奇異夸克星”

如果你想從構成中子的上夸克或下夸克中創造出一個宏觀物體,那麼這個物體會非常迅速且非常猛烈地爆炸。

但也許有一種使用奇異夸克的方法。 奇夸克本身是相當重的,當它們被允許靜止時,​​它們會迅速衰變為更輕的上下夸克。 然而,當大量夸克結合在一起時,物理學會發生變化。 物理學家發現奇怪的夸克可以與上下夸克結合形成三聯體,稱為 小明星,它可以是穩定的——但只能在極端壓力下。

如果你對一顆中子星壓縮太多,所有的中子都會失去支撐這顆恆星的能力,它會爆炸形成一個黑洞。 但可能有一個中間階段,壓力高到足以溶解中子並形成奇怪的夸克星,但強度不足以讓重力接管。

天文學家並不期望在宇宙中發現許多奇怪的恆星,這些天體應該比中子星重但比黑洞輕,並且沒有太大的迴旋餘地。 而且由於我們不完全了解奇異星的物理特性,我們甚至不知道奇異星可以存在的確切質量。

但一組天文學家最近研究了 GW190425,這是一個由 2019 年觀測到的兩顆中子星合併引起的引力波事件。 伴隨著大量的引力波,中子星的合併導致了千新星的形成,這種爆炸比普通新星更強大,但比超新星更弱。 儘管天文學家無法從該事件中檢測到電磁信號,但他們在 2017 年觀察到了類似的事件,該事件同時產生了引力波和輻射。

宇宙碰撞後可能形成了一顆以前看不見的“奇異夸克星”

當兩顆中子星合併時,根據它們的質量、自旋和碰撞角度,有幾種事件發展的選擇。 根據理論計算,中子星可以相互摧毀,形成黑洞,或者產生質量稍大的中子星。

根據一項新的研究,這些宇宙碰撞可能導致形成一個奇怪的夸克星。

該團隊估計,2019 年合併遺留下來的物體質量介於 3,11 到 3,54 個太陽質量之間。 根據我們對中子星結構的最佳理解,它的質量太大了,應該爆炸成一個黑洞。 但它也在這些奇怪恆星的結構模型允許的質量範圍內。

現在說 190425 GW2019 是否是我們首次觀測到一顆帶有奇異夸克的稀有恆星還為時過早,但未來的觀測(以及更多的理論工作)可能會幫助天文學家確定其中一種奇異生物的位置。

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