爆炸恒星中发现超流体存在证据

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导读:据美国太空网站报道,日前,科学家一项最新研究表明,一颗爆炸恒星的超密集内核包含着叫做“超流体(superfluid)”的奇特超导体物质。 通过钱德拉望远镜可观测到仙后座A中子星的温度骤降,这是首次证实中子星内核存在奇特状态物质的有力证据。事实上,其内核是由超流体和超导体物质构成的。 [img]http://img2.itiexue.net/1258/12586934.jpg[/img] 两支研究小组使用美国宇航局钱德拉X射线望远镜探测发现仙后座A(Cassiopeia A
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据美国太空网站报道,日前,科学家一项最新研究表明,一颗爆炸恒星的超密集内核包含着叫做“超流体(superfluid)”的奇特超导体物质。



通过钱德拉望远镜可观测到仙后座A中子星的温度骤降,这是首次证实中子星内核存在奇特状态物质的有力证据。事实上,其内核是由超流体和超导体物质构成的。




爆炸恒星中发现超流体存在证据



两支研究小组使用美国宇航局钱德拉X射线望远镜探测发现仙后座A(Cassiopeia A)出现温度骤降,仙后座A是一颗**质量恒星以超新星爆炸结束生命的残留物形成的中子星。研究人员称,目前观测到温度骤然下降是证实仙后座A中子星内核存在奇特状态物质的有力证据。


俄罗斯圣彼德堡市约飞(Ioffe)物理实验室的彼特-施特尼(Peter Shternin)是该研究小组负责人之一,他在一份声明中称,通过钱德拉望远镜可观测到仙后座A中子星的温度骤降,这是首次证实中子星内核存在奇特状态物质的有力证据。事实上,其内核是由超流体和超导体物质构成的。


超流体和超导体物质是由带电微粒构成,它们可使电流无阻力流动。


一颗中子星出现异常冷却


仙后座A是330年前一颗巨大恒星爆炸的残留体,这颗中子星距离地球11000光年,位于仙后座星系。研究人员在这项最新研究中发现过去10年内该中子星温度降低4%。


墨西哥国家自治大学的达尼-帕格(Dany Page)是另一项研究小组负责人,他说:“降低的温度虽然幅度较小,但却具有显著的意义。这意味着中子星中发生了不同寻常的变化。”中子星是宇宙中已知最密集的天体,一茶匙的质量相当于60亿吨。


研究人员称,该中子星内核的压力非常大,多数电子与质子相结合,产生出中子。物理学家形成了详细的计算机模型从而预测出宇宙物质在这样高的密度下的表现,其中包括超流体可能形成的反应。


超流态是一种无摩擦状态,在地球实验室内建立形成的超流体具有与众不同的性质。例如:超流体具有向上攀升的特点,它能够从密封容器中泄漏。


死亡恒星内核的超流体


这两项最新研究显示仙后座A快速冷却是由于该中子星内核超流体物质的形成,这些超流体是在最近100年内形成的。施特尼的最新研究发表在《皇家天文学社会学报月报》期刊上。


研究人员称,仙后座A的温度骤降与该理论相符,从而预测一颗中子星在过渡至超流体状态时经历着明显的温度降低。在温度骤降时期,超流体接近零质量,叫做中微子的微弱交互微粒大量形成,并携带能量逃逸。预计仙后座A温度降低逐渐趋缓之前未来几十年内将持续下降。


在地球上,超流态的相关特征仅出现于极端低温状态下,接近绝对零度(零下273摄氏度)。但是中子星的温度却可达到近10亿华氏度,这是由于微粒通过强大的核作用力发生交互作用,这种作用力结合夸克可产生质子和中子,质子和中子结合在一起可形成原子核。


研究人员称,到目前为止,这一关键性温度变化显示存在着较大的不确定性,仙后座A的温度下降至5亿-10亿摄氏度。美国俄亥俄州大学的马达帕-普拉卡什(Madappa Prakash)是帕奇研究小组的成员,他说:“仙后座A是来自宇宙的一件礼物,我们仅是及时地在正确的太空区域发现到一颗非常年轻的中子星。”


揭示中子星之谜


研究人员称,这项最新研究表明仙后座A超新星残骸可作为研究原子等级超密集物质特性的最佳测试平台。同时,这项研究结果对于理解中子星的多样性具有重要意义,其中包括:震动、磁星喷发以及强大中子星磁场进化。此外,这项最新研究还帮助科学家更好地理解高磁化、旋转中子星(脉冲星)微弱和突然性的变化。


之前科学家研究过一种叫做“自转突快(glitches)”的脉冲星变化,发现中子星地壳存在着超流体中子,其密度低于内核。研究人员称,这项仙后座A的最新研究首次直接证实超流体中子和质子存在于中子星内核。


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