中子有了中子星,夸克却还发现夸克星

2018-05-18每日科技网

  中子有了中子星,夸克却还发现夸克星,这是怎么回事呢?

  双中子星合并

  中子星目前已经在宇宙中观测到,而至今也没有在宇宙中找到夸克星的踪迹,夸克星只是一种理论上存在的天体。假如夸克星存在,那么,它们是一种比中子星更为致密的天体。理论上,中子星和夸克星都是大质量恒星的演化终点,造成它们组成上存在区别的本质原因是质量的不同,夸克星要比中子星的质量更大。首先,我们简单来了解一下中子星是怎么形成的。

  内部结构

  恒星通过内部核聚变反应能够产生很强的辐射压,这种向外的压力与自身重力相平衡。对于质量大于太阳8倍的恒星,它们核心区域的氢转变为氦之后,通过氦核作用,还能逐渐聚变出更重的元素,一直可以到铁、钴和镍等重元素。而到了铁元素开始核聚变之后,恒星将会迅速失衡。这是因为铁的核聚变反应吸收的热量多于释放的热量,从而导致恒星内部的辐射压急剧下降,恒星自身重力强烈挤压核心,由此引发外部爆炸成超新星,而内部则因引力坍缩而转变为中子星。

  这里简单解释一下为什么会形成中子星。正常情况下,物质是由原子组成,原子又分为原子核和电子两部分。如果物体的质量足够大,自身重力会先把电子壳层压碎,然后再迫使电子进入原子核中,并与质子相结合,最终转变为中子。而如果物体的质量不够大,中子的简并压力能够维持结构稳定,使得引力坍缩停下来,这样的天体就是中子星。理论上,中子星的下限质量为太阳的1.4倍,上限质量为太阳的3倍。

  另一方面,由于中子是由夸克组成,有物理学家认为,如果恒星核心质量足够大,中子将会被压碎成夸克,结果产生由夸克简并物质组成的夸克星。从这点来看,夸克星的质量高于中子星,并且它们要比中子星更为致密。但由于夸克禁闭的限制,自由夸克应该无法存在,所以夸克星的存在性受到质疑。目前,中子星已经发现,但夸克星还没有。

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