X射线证据暗示存在一种新的物质形态

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图片:由 NASA/SAO/CXC/P. SLANE ET AL. 提供

科学家表示,最近对两颗不寻常的恒星的观测产生了意想不到的结果,暗示存在一种新的物质形态和一种奇特的新型恒星。之前的研究使天文学家相信,这些被称为 RXJ 1856.5-3754 和 3C58 的天体是中子星——超新星爆炸后极其密集的残余物。但根据新的结果,其中一颗似乎太小,另一颗又太冷。天文学家表示,这些不一致之处表明,其中一颗或两颗恒星可能由奇特的夸克组合而成,夸克是通常束缚在质子和中子内部的微小粒子。在普通物质中,夸克有两种类型:上夸克或下夸克。但一种更重的版本,称为奇异夸克,可能是这些恒星的秘密成分。由上、下和奇异夸克的稳定混合物组成的恒星天体将取代中子星成为最密集的恒星天体,并可以解释 RXJ 1856 和 3C58 的大小和行为。详细介绍这些发现的报告将于 6 月发表在《天体物理学杂志》上。

哈佛-史密森天体物理学中心的杰里米·德雷克和同事使用钱德拉 X 射线天文台和哈勃太空望远镜研究了 RXJ 1856。中子星的最小直径约为 12 英里,而该团队的结果表明 RXJ 1856 的宽度仅为 7 英里。德雷克指出,观测到的 X 射线辐射可能来自恒星上的热点,这将使其看起来比实际小得多,并使其恢复到中子星的状态。他说其他团队目前正在研究这种可能性。但由于需要相对于地球的特殊方向才能解释从 RXJ 1856 检测到的低脉动发生率,因此他的团队的结果被推翻的可能性很小。


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就恒星 3C58(见图)而言,情况略有不同。哈佛-史密森天体物理学中心的帕特里克·斯莱恩和史蒂文·默里,以及哥伦比亚大学的大卫·赫尔芬德,他们的研究结果基于中国和日本天文学家在 1181 年的观测,他们记录了这颗恒星在超新星爆炸中的诞生。该小组表示,如果早期天文学家观察的是 3C58 并且 3C58 是一颗中子星,那么它的温度应该比观测到的 100 万摄氏度以下的温度高得多。

这两个结果虽然各自不寻常,但都得出了相同的结论。德雷克说:“综合观测证据表明,这颗恒星不是由中子组成,而是由一种被称为奇异夸克物质的形式的夸克组成。”

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