在中子恒星内发现了新的异国情调类型

中子星中的夸克核心

确认中子恒星内夸克核心的存在是过去40年来中子星形物理学最重要的目标之一。信用:jyrki hokkanen,CSC - IT科学中心

芬兰研究小组已经发现了强有力的证据,即在存在的最大中子恒星的核心内外存在异国情调的夸克。通过将近期结果与理论粒子和核物理学的结果相结合来达到结论引力波中子星碰撞。

围绕我们的所有正常物质由原子组成,其致密核,包括质子和中子,被带负电的电子包围。内部被称为中子恒星,原子质物质是众所周知的,以崩溃致密核问题,其中中子和质子如此紧密地填充在一起,整个星可以被认为是一种巨大的核。

到目前为止,它仍然不清楚是否在最巨大的中子恒星核心内的核心核心崩溃成一个更加异国情调的状态夸克问题,其中核本身不再存在。赫尔辛基大学的研究人员现在声称这个问题的答案是肯定的。新结果发表在着名的杂志中自然物理学

“Confirming the existence of quark cores inside neutron stars has been one of the most important goals of neutron star physics ever since this possibility was first entertained roughly 40 years ago,” says Associate Professor Aleksi Vuorinen from the University of Helsinki’s Department of Physics and Helsinki Institute of Physics.

存在很可能

芬兰研究集团甚至在超级计算机上运行超级计算机的核心核心的命运,芬兰研究组提出了一个新的问题方法。他们意识到,通过将最近从理论粒子和核物理学结合具有天体物理测量的发现,可能会推断出居住在中子恒星内的物质的特征和身份。

除了Vuorinen,该集团还包括来自赫尔辛基的博士生Eemeli Annala,以及弗吉尼亚大学的Tyler Gorda,Aleksi Kurkela来自c,joonasnättiläfrom哥伦比亚大学

根据该研究,居住在最巨大的稳定中子恒星内的内部的物质与普通核事物相比,与夸克物质相比更接近。计算表明,在这些恒星中,被识别为夸克物质的核心的直径可以超过整个中子星的一半。然而,Vuorinen指出,与中子恒星的确切结构仍然存在许多不确定性。声称夸克几乎肯定被发现是什么意思?

“仍然有一个小但非零的机会,所有中子恒星由核物质组成。然而,我们能够做的是量化这种情况需要的。简而言之,致密核物质的行为将需要真正奇形。例如,声音速度需要达到光的速度,“Vuorinen解释说。

重力波观测的半径测定

有助于新发现的关键因素是近期观察天体物理学结果的出现:从中子星合并中的引力波测量和对非常大的中子恒星的检测,靠近两个太阳能块的肿块。

在2017年秋天,利奥和处于检测到的处女座观察者,首次被两个合并中子恒星产生的引力波。该观察结果设定了一种称为潮汐可变形性的数量的严格上限,这测量了轨道结构的易感性与其伴侣的引力领域。随后使用该结果来导出碰撞中子恒星的半径的上限,这结果为大约13公里。

同样,虽然中子星的第一次观察到了一直到1967年,但是过去20年左右,这些恒星的精确质量测量只有可能。大多数具有精确已知的群众的恒星落在一个窗户内,而在1到1.7颗恒星群体之间,但过去十年目睹了三星的检测,即达到或可能甚至略微超过两太阳质量限制。

预计会进一步观察

有些违反直接违反,有关中子星半径和质量的信息已经大大降低了与中子星物热力学性质相关的不确定性。这也使得芬兰研究组在其上完成的分析自然物理学文章。

在新分析中,粒子和核物理学的天体物理观察与最先进的理论结果相结合。这使得能够导出对所谓的所谓状态的准确预测,这是指其压力和能量密度之间的关系。该过程中的积分组分是来自一般相对性的众所周知的结果,这与状态星形星半径和质量的可能值之间的关系相关联。

自2017年秋季以来,已经观察了许多新的中子星兼并,Ligo和Virgo很快成为中子星研究的一个组成部分。正是这种在改善中发挥关键作用的新观测信息的快速积累准确性芬兰研究组的新发现,并确认中子恒星内夸克问题的存在。通过在不久的将来预期的进一步观察,与新结果相关的不确定性也将自动减少。

“有理由相信引力浪潮天体物理学的黄金时代刚刚开始,我们将在我们对自然的理解中不久其跳跃,”Vuorinen Rejoices。

参考:“大规模中子诗中夸克核心的证据”由Eemeli Annala,Tyler Gorda,Aleksi Kurkela,Joonasnättilä和亚历斯基Vuorinen,2012年6月1日,自然物理学
DOI:10.1038 / S41567-020-0914-9

2评论论“中子恒星内发现的新的异国情调类型”

  1. 罗伯特J Richardson.|2020年6月5日晚上5:14|回复

    如果中子恒星由异国情调夸克组成,那么它对黑洞的“内容”有什么看法?

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