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船帆座脈衝星 2016 年出現 glitch 中子星偶爾會不規律脈動 或與內部 中子湯 流動有關
2019-12-10 16:31:43 *
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作者 主題: 船帆座脈衝星 2016 年出現 glitch 中子星偶爾會不規律脈動 或與內部 中子湯 流動有關  (閱讀 183 次)
peter
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« 於: 2019-08-13 08:39:20 »

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0844-6
Rotational evolution of the Vela pulsar during the 2016 glitch
https://www.cnbeta.com/articles/science/877879.htm

2016年,由澳大利亚莫纳什大学的Gregory Ashton领导的研究小组在船帆脉冲星上记录下了一个小故障,之后他们将这个小故障置于显微镜下然后详细描述了它是如何产生的以及是什么导致了它的产生。Ashton指出,这个小故障给研究人员提供了一个观察这些物体内部并了解发生了什么的独特机会。

想要了解它为何如此重要,人们必须要先了解脉冲星到底是什么。

据了解,中子星是恒星生命的最后阶段之一。在一颗恒星坍缩、变成超新星并爆炸之后,中子星就是它所在位置上的一个小残骸,然而这非常奇怪。虽然中子星的质量跟我们的太阳一样,但它被包裹在一个直径约为20公里的更小物理空间里。这两个特征使其成为宇宙中密度最大的物体之一。并且同时,这颗恒星还在快速地旋转--以船帆脉冲星为例,它每秒约旋转10次。

Ashton指出,当中子星旋转时它会发出一束电磁辐射,就像灯塔一样。当灯塔扫过地球时,它会被射电天文学家记录下来。

他继续解释道:“慢慢地,恒星会因为扭矩而减速,这就像你把自行车翻过来转动轮子一样,它也会因为轴承的摩擦而逐渐减速。”但脉冲星偶尔也会出现故障,并且还不会减速。相反,它们会加速。对此,Ashton表示,这种效应虽然很小但可以检测到并且出现小故障并不新鲜。这一次,塔斯马尼亚大学的一个团队记录下了在2016年发生的这一类型事件。

Ashton的团队重新分析了之前研究收集的数据并最终确认了这个小故障。结果显示船帆确实加速了之后还进入了旋转状态。

另外他们还发现了一个完全困惑的现象,即中子星在重新旋转之前经历了意外的轻微减速。他们把这称为“反故障”的前兆,而这只是为了让事情变得更令人困惑。对此,Ashton提出了一种理论,即减速本身可能是故障的原因,但最终研究团队仍不确定这是如何发生的。

“围绕中子星有很多谜团,包括它们最初出现故障的原因。虽然我们有50年的时间来解答这个问题,但我们仍没有一个结论性答案。我们希望通过这项工作开辟一条新的道路并激发一些新的想法
« 最後編輯時間: 2019-08-14 15:29:33 由 peter » 已記錄

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peter
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« 回覆文章 #1 於: 2019-08-14 15:23:05 »

https://technews.tw/2019/08/14/neutron-soup-vela-pulsar-glitching-superfluid/
少數中子星偶爾會不規律脈動,或與內部「中子湯」流動有關
 
大約有 5% 中子星在旋轉過程中會「發生故障」,忽然不受控制的加速或減速,比如距離我們 1,000 光年遠的船帆座脈衝星(Vela pulsar)。為什麼有些中子星似乎永遠恆定旋轉、但有些中子星每隔幾年就會失靈一下?科學家已經提出 10 來種不同模型嘗試解釋這個分歧,但想達成共識還有一段路要走。

來自澳洲蒙納許大學的團隊最近發表論文,透過分析船帆座脈衝星提出全新觀點:涉及中子星內部的「中子湯」。

船帆座脈衝星正常情況下每秒旋轉約 11 次,從地球利用電波望遠鏡觀察它的磁場,看起來就像閃光燈一樣閃爍。然而 2016 年 12 月時,其他天文學家發現這顆脈衝星的轉速分成三階段變化:首先轉速大幅減慢了幾秒鐘,接著又超速回升約 12 秒,等 1 分鐘之後才又慢慢恢復到正常速度;今年 2 月,天文學家又發現它再次故障。

蒙納許大學天文物理學家 Paul Lasky 表示,這些變化很可能源自於脈衝星內部的大量自由浮動中子(超流體,故研究人員稱為中子湯),以及由質子、中子、推測某種奇異粒子所組成的超緻密核心(沒人知曉中子星的核心究竟由什麼構成)。

已知中子星剖面大致可分成三層,核心部分因壓力極大,由超子組成;中間層為自由中子,表面層則由中子 β 衰變成的電子、質子、微中子構成。一般情況下,這三層應該以不同的速度獨立旋轉,然而在脈衝星「旋轉故障」期間,不同層可能以異常方式相互纏緊:

當中間層的「中子湯」向外撞擊恆星外殼時,其傳遞的動量會促使恆星脈動加快;然而當脈衝星核心的稠密流體和中間層混合,又導致恆星減速旋轉恢復一般速度,這些異樣中,只有加速前的減速現象尚無法解釋。

研究人員希望未來更多觀察、分析和建模,能夠為最初的減速現象提出合適理論。新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
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« 回覆文章 #2 於: 2019-08-16 08:57:30 »

https://www.cnbeta.com/articles/science/878859.htm
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