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天文學討論:初步了解中子星
2009/06/18 19:50:26瀏覽363|回應0|推薦1


初步了解中子星:

大質量的恆星經過超新星爆炸的階段之後,
其核心部分物質會受到壓縮…使到物質的
電子和質子結合成中子,最後便會形成中子星。

中子星的直徑約為10~20 公里,但只是這麼小的體積
,卻可容納至少整個太陽的質量,因此中子星內部物質
的密度非常之高。中子星上一湯匙的重量,就相當於地
球表面幾十億噸的重量。

在地球的實驗室中無法製造類似中子星的物質狀態,
人類更無法親自去拿取有關的標本來加以研究。但是瞭解
中子星的內部結構,將有助科學家們了解物體的基本特性
,並對組成這個宇宙的物質、能量、基本粒子等,
有更進一步的認識。

美國航太總署(NASA)嘉達特太空飛行中心(Goddard
Space Flight Center)天文學家 Tod Strohmayer
與亞利桑拿大學 Adam Villarreal 等人正在嘗試對中子星
EXO 0748-676 進行一系列的觀測。

EXO 0748-676 位在南天飛魚座(Volans)的一個雙星系統中
,離地球約 三萬光年左右,質量約為太陽的 1.75 倍,直徑
卻只有 11.5 公里,它正在利用其重力掠奪它的伴星表面物質
,這些物質累積在它表面後已引起其反覆性的熱核爆炸。

天文學家們認為經由瞭解 EXO 0748-676 的半徑和質量的關係
,便可得知其內部的密度與壓力、以及粒子彼此之間是如何交
互作用、基本粒子之間的作用力如何及可以將物質壓縮到什麼
程度等等,因此研究這顆星體的內部構造,是瞭解中子星的最
關鍵方法。

不過,由於中子星的體積非常之小,因此像 EXO 0748-676
這樣位於雙星系統中的中子星,其掠奪伴星物質、反覆發生
熱核爆炸的頻率,與其自轉速率是極有關係的。

Strohmayer等人利用 Rossi X-ray Timing Explorer X 射線
衛星與歐洲航太總署(ESA)的 XMM-Newton X 射線衛星去偵
測這樣的熱核爆炸的發生頻率,然後藉此找出 EXO 0748-676
的自轉速率:最高約為每秒45轉(或說,自轉一周為1/45
秒),再利用其輻射的多普勒效應決定它的半徑。
之後,再利用已知的質量-半徑比率(mass-radius ratio),
再計算出這顆中子星的質量。
EXO 0748-676 的特別之處,是它的自轉速度比一般的中子星
慢(約每秒200~600轉),由此可以輕易地偵測到中子星的
光譜,並以之分析它的成分。

Strohmayer等人認為:由此可知,中子星內部密度之大,
使得中子會像無摩擦力的超流體一樣打轉。
但是這顆中子星並沒有被擠壓到…讓中子分解成為更小的
次原子夸克而變成夸克星的地步,
經由此點他們又了解許多關鍵性的物理參數。

Strohmayer 等人希望能將類似的計算方式延伸應用到
其他中子星,以求瞭解中子星內部物質與結構的真相。

( 知識學習科學百科 )
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引用
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