來！一起探秘這個(gè)沉寂的星系

死星烹制的核“意大利面”可能會揭開恒星來世的秘密-在中子星的極端心臟中，基本粒子被扭曲成奇怪的“意大利面”形狀，可能會揭示關(guān)于死星如何演變的不為人知的秘密。

在蟹狀星云內(nèi)的一個(gè)相伴的中子星（中心閃耀的星）（圖片來源：NASA/ESA）

“意大利面”煮熟了-想象一下在超過一萬億度的溫度下烹飪意大利面。但這不是任何普通的周日晚上的菜；它是中子星內(nèi)部的“核意大利面”。研究人員剛剛透露，這些奇怪的核形狀滲透到中子星的核心，比我們想象的要深得多，這可以從根本上改變這些死星的特性。中子星是極端的定義。宇宙中一些質(zhì)量最大的恒星的剩余核心，它們通常將幾個(gè)太陽的物質(zhì)塞進(jìn)一個(gè)不比曼哈頓大的體積。

為了達(dá)到這些令人難以置信的密度，其中的物質(zhì)被壓縮得如此之大，以至于原子甚至核鍵都被打破。它只是一個(gè)巨大的，由自由漂浮的中子，電子和質(zhì)子組成的熱海，通過強(qiáng)大的核力的復(fù)雜相互作用結(jié)合在一起。鑒于這些極端條件，天文學(xué)家仍然不確切地了解中子星的物質(zhì)是如何組成的。一種可能性是，中子星實(shí)際上是混合體。它們的地殼和外層幾乎完全由中子組成，一些電子和質(zhì)子被扔進(jìn)混合物中。但它們的核心經(jīng)歷了如此極端的壓力和密度，甚至中子也會分解，留下了稠密的半液態(tài)夸克-物質(zhì)的最基本組成部分。

夸克核心和中子層之間的關(guān)系決定了中子星的整體性質(zhì)：它旋轉(zhuǎn)的方式，當(dāng)外殼破裂時(shí)如何振動(dòng)，以及當(dāng)它與其他中子星在稱為千新星的爆炸中碰撞時(shí)它如何表現(xiàn)。在核心和外層之間具有尖銳截止的中子星將與中子星不同，這些區(qū)域之間會逐漸混合。然而，由于我們附近沒有任何中子星可以打開和研究，我們必須轉(zhuǎn)向理論模型來試圖了解它們的內(nèi)部。

兩位理論物理學(xué)家接受了挑戰(zhàn)。在8月26日提交給預(yù)印本數(shù)據(jù)庫arXiv的一篇論文中，他們將最新的夸克和中子行為模型應(yīng)用于中子星內(nèi)部。在他們尚未經(jīng)過同行評審的工作中，他們專注于夸克核心和中子外層之間這個(gè)難以捉摸的復(fù)雜過渡區(qū)-意大利面的外觀時(shí)。

一個(gè)明亮的宇宙爆炸的插圖。（圖片來源：ESA，圖片來源：ESA/ECF）

這不是普通的通心粉，這個(gè)過渡帶中的核“意大利面”是由浸沒在夸克海洋中的緊湊團(tuán)塊組成的。它們的出現(xiàn)來自強(qiáng)大的核力和電磁力的復(fù)雜相互作用，這些相互作用導(dǎo)致中子在整個(gè)過渡帶中彎曲和扭曲成各種奇怪的形狀。當(dāng)物理學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了各種有趣的形狀：團(tuán)塊，管狀，棒狀和氣泡，類似于意大利美食中發(fā)現(xiàn)的各種意大利面形狀。(當(dāng)他們意識到“核意大利面”像一鍋沸騰的水一樣浸沒在夸克的熱水中時(shí)，這個(gè)比喻甚至更有效。)

最后，在足夠深的深度，壓力變得太強(qiáng)大，意大利面分解成夸克海洋。研究人員研究了曲率張力的重要作用-彎曲形狀對變形的抵抗力，即這是彎曲形狀對試圖拉直它的變形的阻力。曲率張力類似于更熟悉的表面張力，液體抵抗試圖穿透其表面的外力。研究人員發(fā)現(xiàn)，曲率張力可以有利于某些形狀，使現(xiàn)在“煮熟”的意大利面能夠更深入地進(jìn)入夸克核心，而其他形狀則不受歡迎。具體來說，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于曲率張力的貢獻(xiàn)，管子和氣泡可以存活到比以前想象的更高的密度，而滴狀和棒狀不會持續(xù)很長時(shí)間。-奇怪的宇宙物體被確定為爆炸的死星的殘骸。

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現(xiàn)在我們知道為什么了這些可能看起來很小的變化，但它們可能會產(chǎn)生巨大的影響。當(dāng)中子星碰撞，導(dǎo)致千新星爆炸時(shí)，爆炸的細(xì)節(jié)

-最重要的是，爆炸產(chǎn)生元素周期表上許多較重元素的能力-取決于中子星的內(nèi)部。

中子到達(dá)核心的距離以及它們的形狀的差異可以改變這些爆炸的演變方式。研究人員的下一步是充實(shí)這條思路，并研究如何利用千新星爆炸揭示中子星內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，尤其是所有美味的中子形狀。

作者：保羅.蘇特

FY: 志愿翻譯整理者何丹懷（懷）

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