天文学家对僵尸恒星残骸开始“故障”感到困惑

极光欣色 2024-07-09 03:54:42

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长期以来,天文学家一直对中子星的“心跳”感到困惑,中子星是超新星爆发时大质量恒星密度极高的残骸。

虽然我们现在对它们的起源有了更多的了解,但这些不寻常的脉冲引发了许多牵强的理论,包括一个古老文明试图与我们交流的可能性。

这些心跳通常以惊人的规律性出现,可能是由于旋转的中子星发射出像宇宙灯塔一样的短爆发辐射。

但有些脉冲出现了“故障”或突然加速,阻碍了我们更好地理解它们。

现在,在今年早些时候发表在《科学报告》杂志上的一篇论文中,物理学家提出了一个与这种不寻常行为完美吻合的新模型。

通讯作者、广岛大学教授Muneto Nitta在最近的一份声明中说:“中子星的发现已经过去了半个多世纪,但故障发生的机制尚不清楚。”“所以我们提出了一个模型来解释这一现象。”

科学家先前提出,这些神秘故障的背后是“超流体漩涡”的“雪崩”——中子星的高度挥发性成分试图达到平衡,并引发旋转物质的连锁反应。

但究竟是什么首先引发了这种雪崩,仍然是一个有争议的话题。

尼塔在声明中解释说:“在标准情况下,研究人员认为,雪崩的未固定涡流可以解释故障的起源。”“如果没有钉住,这意味着超流体一个接一个地释放涡流,从而可以平滑地调节转速。不会出现雪崩,也不会出现故障。”

“但在我们的案例中,我们不需要任何固定机制或额外参数,”Nitta补充道。“在这种结构中,所有的漩涡在每个集群中都是相互连接的,所以它们不能一个接一个地释放。相反,中子星必须同时释放大量的漩涡。”

研究小组认为存在两种相互作用的超流体可以解释这种奇怪的行为。他们发现他们的新模型几乎完全符合观测到的数据。

论文写道:“我们的模型解释了这些小故障的出现,因为在中子星核心的两种不同超流体的界面上出现了量子涡旋网络。”

然而,仍然存在许多问题——考虑到所涉及的复杂性,这不足为奇。

尼塔解释说:“中子星是一种非常特殊的情况,因为天体物理学、核物理学和凝聚态物理学这三个领域在一点上相遇。”“直接观测非常困难,因为中子星离我们很远,因此,我们需要在内部结构和中子星的一些观测数据之间建立深刻的联系。”

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