宇宙中最極端的恒星有時會“失靈”——我們現在可能知道為什么了
發表于 2025-12-10 04:09:33
來源：
骨軟筋酥網
一幅插圖顯示了一顆中子星“失靈”釋放出一股無線電波輻射。(圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心/克里斯·史密斯(USRA))
（神秘的宇宙地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：科學家可能最終了解中子星“故障”的動力學，當這些超密度死星突然加速旋轉時，中最知道就會發生這種故障。極端這種奇怪的失靈行為可能是由內部物質的微小漩渦“打破”這些強烈恒星尸體的表面造成的。
有趣的宇宙是，理解中子星行為的中最知道新突破來自一個由天體物理學家和量子物理學家組成的統一團隊，他們通常研究支配亞原子世界的極端相互作用，研究地球上一種奇特的失靈物質形式。
對中子星故障的宇宙更好理解可以揭示更多關于它們內部組成和運動的信息，從而給科學家們一個窗口，中最知道讓他們了解一個由可以說是極端宇宙中最獨特和最奇怪的物質形式組成的物體。本質上，失靈中子星幾乎完全由中子構成，宇宙這就是中最知道它們密度如此之大的原因。
“我們的研究在量子力學和天體物理學之間建立了強有力的聯系，并為中子星的內部性質提供了一個新的視角，”研究主要作者、因斯布魯克大學研究員埃琳娜·里坡在一份聲明中說。
將中子星帶到地球
中子星是在大質量恒星“死亡”時形成的，它們的恒星核心(質量是太陽的一到兩倍)坍縮到僅12英里(20公里)的寬度。這絕對是一個巨大的縮減。組成中子星的富含中子的物質密度如此之大，以至于僅僅一塊方糖在地球上就重達10億噸——大約是吉薩大金字塔重量的150倍。
這種極端的重量，加上與這些恒星尸體的巨大距離，意味著我們很難將中子星樣本帶到地球上進行研究。然而，這個多學科團隊確實能夠通過使用超冷偶極原子形式的代理人對中子星進行數值模擬，將中子星的研究“腳踏實地”，超冷偶極原子是一種奇異的磁性氣體相，帶有負電荷的原子與正電荷的原子遠距離耦合。
中子星的閃爍可能表明這些物體表面下的物質以超流體的形式存在，這種物質類似于液體，但粘度為零——這是一種衡量流體形狀變化或流動阻力的指標。
高粘度流體，如蜂蜜或冷楓糖漿，流動緩慢，甚至可以像固體一樣。想想，硬花生醬甚至玻璃。另一方面，低粘度流體流動更快。但是零粘度超流體是另一回事。它們以無數微小旋渦的形式旋轉，所有這些旋渦都帶有一點系統的角動量。
這種行為的一個關鍵因素，因此也是中子星故障的一個重要元素，是一種同時顯示出晶體和超流體屬性的狀態，即所謂的“超固體”。如果中子星在旋轉時表現出這種行為，通常以每秒數百次的速度旋轉，那么當漩渦從恒星的內殼——超流體——爆發到其堅固的晶體外殼時，就會出現故障。這些飛離的漩渦會攜帶角動量，提高恒星外層的旋轉速度。
因斯布魯克大學Francesca Ferlaino領導的小組在鉺(Er)和鏑(Dy)的超冷偶極原子中誘導了這種超固相，他也是這項工作的作者之一。
研究小組發現，故障確實可能發生在超冷超固體中，這類似于中子星展示的更大、更極端的故障。這些結果表明，是真正的超流渦旋將角動量帶到了這些恒星的表面，使它們看起來像是出了故障。
多學科團隊開發的方法現在將通過更詳細地研究故障機制以及它如何依賴于超固體材料的質量來進一步探索。這項研究還可以幫助開辟一種新的方法，在實驗室中出于其他目的研究恒星殘余物，如中子星。
“這項研究展示了一種獲得中子星行為洞察力的新方法，并為低能地球實驗室的恒星物體量子模擬開辟了新途徑，”Ferlaino總結道。
該小組的研究發表在11月的《物理評論快報》雜志上。 |
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