用令人惊讶的地球类似物探索中子星的奥秘

光谱分析表明二氧化硅存在于这个超新星遗迹仙后座 A 中。放大/光谱分析表明二氧化硅存在于这个超新星遗迹仙后座 A 中。 NASA/JPL-Caltech/O. Krause(斯图尔德天文台) 自从发现中子星以来,研究人员就利用它们不寻常的特性来探测我们的宇宙。中子星是恒星爆炸的超致密残余物,其质量超过了太阳,形成了一个与旧金山一样宽的球体。一杯这种恒星物质的重量相当于珠穆朗玛峰。

这些奇怪的天体可以提醒我们注意时空结构中遥远的扰动,教会我们元素的形成,并解开重力和粒子物理在一些最困难的条件下如何工作的秘密。宇宙。

“它们是天文学和天体物理学中许多悬而未决的问题的核心,”巴塞罗那空间科学研究所的天体物理学家 Vanessa Graber 说。

但是为了准确解释中子星发出的一些信号,研究人员必须首先了解内部发生了什么。他们有自己的直觉,但直接在中子星上进行实验是不可能的。因此科学家需要另一种方法来检验他们的理论。在如此致密的物体中,物质的行为非常复杂,即使是计算机模拟也无法胜任这项任务。但研究人员相信他们已经找到了解决方案:陆地类似物。

虽然年轻的中子星内部温度可以达到数百万度,但根据一项重要的能量衡量标准,中子被认为是“冷”的。物理学家相信,他们可以利用这一特征来研究中子星的内部运作。研究人员不是仰望天空,而是凝视地球实验室中创造的超冷原子云。这可能会帮助他们最终回答一些关于这些神秘物体的长期存在的问题。

空间怪异

中子星的存在于 1934 年首次提出,即发现中子本身两年后,当时天文学家沃尔特·巴德 (Walter Baade) 和弗里茨·茨威基 (Fritz Zwicky) 想知道是否可能留下一个天体。中子爆炸后完全由中子组成的天体超新星。尽管他们没有完全理解所有细节,但他们的总体想法现在已被广泛接受。

恒星通过将较轻原子的原子核与较重原子的原子核融合来获取营养。但当恒星耗尽这些较轻的原子时,核聚变就会停止,并且不再有外部压力来对抗内部引力。核心塌陷,恒星的外层向内冲撞。当这一层撞击致密的核心时,它会反弹并向外爆炸,产生超新星。之后留下的致密核心是中子星。

蟹状星云是 1054 年观测到的超新星遗迹,其中包含一颗快速旋转的中子星,称为脉冲星。 放大/蟹状星云是 1054 年观测到的超新星遗迹,包含一颗快速旋转的中子星,称为脉冲星。 图片来源:NASA:X 射线:钱德拉 (CXC)、光学:哈勃 (STSCI)、红外:斯皮策 (JPL-CALTECH)

直到 20 世纪 60 年代,假想的兹威基和巴德中子星才最终被发现。射电天文学家乔斯林·贝尔·伯内尔在剑桥大学攻读研究生时注意到来自太空的一种奇怪的、有规律的脉动无线电波信号。她发现

用令人惊讶的地球类似物探索中子星的奥秘
光谱分析表明二氧化硅存在于这个超新星遗迹仙后座 A 中。放大/光谱分析表明二氧化硅存在于这个超新星遗迹仙后座 A 中。 NASA/JPL-Caltech/O. Krause(斯图尔德天文台) 自从发现中子星以来,研究人员就利用它们不寻常的特性来探测我们的宇宙。中子星是恒星爆炸的超致密残余物,其质量超过了太阳,形成了一个与旧金山一样宽的球体。一杯这种恒星物质的重量相当于珠穆朗玛峰。

这些奇怪的天体可以提醒我们注意时空结构中遥远的扰动,教会我们元素的形成,并解开重力和粒子物理在一些最困难的条件下如何工作的秘密。宇宙。

“它们是天文学和天体物理学中许多悬而未决的问题的核心,”巴塞罗那空间科学研究所的天体物理学家 Vanessa Graber 说。

但是为了准确解释中子星发出的一些信号,研究人员必须首先了解内部发生了什么。他们有自己的直觉,但直接在中子星上进行实验是不可能的。因此科学家需要另一种方法来检验他们的理论。在如此致密的物体中,物质的行为非常复杂,即使是计算机模拟也无法胜任这项任务。但研究人员相信他们已经找到了解决方案:陆地类似物。

虽然年轻的中子星内部温度可以达到数百万度,但根据一项重要的能量衡量标准,中子被认为是“冷”的。物理学家相信,他们可以利用这一特征来研究中子星的内部运作。研究人员不是仰望天空,而是凝视地球实验室中创造的超冷原子云。这可能会帮助他们最终回答一些关于这些神秘物体的长期存在的问题。

空间怪异

中子星的存在于 1934 年首次提出,即发现中子本身两年后,当时天文学家沃尔特·巴德 (Walter Baade) 和弗里茨·茨威基 (Fritz Zwicky) 想知道是否可能留下一个天体。中子爆炸后完全由中子组成的天体超新星。尽管他们没有完全理解所有细节,但他们的总体想法现在已被广泛接受。

恒星通过将较轻原子的原子核与较重原子的原子核融合来获取营养。但当恒星耗尽这些较轻的原子时,核聚变就会停止,并且不再有外部压力来对抗内部引力。核心塌陷,恒星的外层向内冲撞。当这一层撞击致密的核心时,它会反弹并向外爆炸,产生超新星。之后留下的致密核心是中子星。

蟹状星云是 1054 年观测到的超新星遗迹,其中包含一颗快速旋转的中子星,称为脉冲星。 放大/蟹状星云是 1054 年观测到的超新星遗迹,包含一颗快速旋转的中子星,称为脉冲星。 图片来源:NASA:X 射线:钱德拉 (CXC)、光学:哈勃 (STSCI)、红外:斯皮策 (JPL-CALTECH)

直到 20 世纪 60 年代,假想的兹威基和巴德中子星才最终被发现。射电天文学家乔斯林·贝尔·伯内尔在剑桥大学攻读研究生时注意到来自太空的一种奇怪的、有规律的脉动无线电波信号。她发现

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