天文在线|来自宇宙的超级通心粉——“核通心粉”


核能意面 , 宇宙的超级通心粉 。

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一碗“核面食”即将上菜 。道格拉斯·萨查(DOUGLAS SACHA)/瞬间/ GETTY图像 , 花艺作品

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“核通心粉”听起来像是由分子美食大厨烹制的精美调料 , 但实际上 , 这和您在厨房里发现的意大利面(差不多)相距数光年 。这种奇怪的面条被捏合在中子星壳的下面 , 在一项新的研究中 , 强大的计算机模拟操纵了这种恒星面条 , 发现它是宇宙中最坚硬的面条 。

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那么 , 这种核通心粉是如何成为宇宙的超级通心粉呢?事实上 , 这是因为它是在中子星内部产生的 , 它们就像超级高压锅一样 。

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中子星是指大质量恒星耗尽燃料后 , 像超新星一样爆炸所形成的恒星尸体 。这些微小的旋转物体只有十几英里宽 , 却包裹在我们太阳的整个质量中 。它们密度如此大 , 以至于即使只有一茶匙的中子星物质 , 其重量便可相当于地球上的一座山!因此 , 中子星不是由“正常”物质组成 , 而是由退化的物质组成的 。 极致密的中子在极其强大的引力作用下被压在一起 。

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中子星的超强引力使其外层冻结成固体 , 就像一个内部有液芯的硬壳 。在硬壳下面 , 强大的力量在中子星物质内部的中子和质子之间旋转 , 这使其呈现出令人惊讶的形状 , 例如长圆柱体和平板面 。天体物理学家将这些形状称为“烤宽面条” , “意大利面条”和“汤团”(面疙瘩) , 并统称为核面食 。对于喜欢“烤宽面条”的科学家来说 , 了解这种核面食的工作原理是一个重点问题 。

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麦吉尔大学的博士后研究员马修·卡普兰(Matthew Caplan)在一份声明中说:“中子星地壳的强度 , 特别是地壳的底部 , 与大量的天体物理学问题有关 , 但是人们对此尚不了解 。 ”

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为了更好地理解这种零乱的混乱状况 , 卡普兰(Caplan)和他的团队创建了有史以来最复杂的计算机模拟模型 , 该模拟是在中子星壳上进行的 , 以了解它们如何弯曲和破裂 。事实证明 , 核通心粉比你可以得到的任何咬起来硬的食物都要硬 。它是宇宙中已知最强的物质 。

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卡普兰(Caplan)补充道:“对于研究中子星的天文学家来说 , 我们的结果是有价值的 。 它们的外层仅是我们实际观察到的一部分 , 因此我们需要了解这一点 , 才能理解对这些星的天文观测 。 ”
这一点尤其重要 , 物理学家现在可以测量引力波:时空的波动是由大型宇宙物体 , 比如中子星和黑洞之间的旋转 , 碰撞和合并引起的 。 因此 , 中子星的地壳理解对科学来说非常重要 。 实际上 , 根据2018年8月在《物理评论快报》上发表的研究 , 孤中子星可能会在地壳中形成刚硬的“山” , 从而产生它们自己的弱引力波 。当中子星旋转时 , 这些山会干扰时空 , 就像螺旋桨穿过平静的湖面一样 , 产生恒定的引力波源 , 我们在将来可能会检测到 。


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