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仙后A 超新星reverse shock supernova
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作者 主題: 仙后A 超新星reverse shock supernova  (閱讀 4137 次)
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文章: 8371



« 於: 2011-03-07 12:26:41 »


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錢卓首度證明 中子星核心為超流體與超導體

http://www.nownews.com/2011/03/07/91-2694172.htm


有兩組天文研究團隊,分別分析錢卓X射線觀測衛星(Chandra X-ray Observatory)的資料後,發現有顆中子星的溫度遞減速率極快,因而首度直接證明這顆恆星內部的物質是所謂的超流體(superfluid)和超導體(superconductor)這些奇特的物質。這項發現對瞭解在已知最稠密的物質狀態下的核子反應相當重要。

這顆中子星位在超新星殘骸仙后A(Cassiopeia A,Cas A)中,這個超新星大約是在330年前發生爆炸的結果,爆炸後,前身恆星的核心部分變成一顆非常緻密的中子星,以天文尺度而言,算是非常年輕的中子星。從錢卓連續觀測的結果,天文學家估算在過去10年間,這個中子星已經降溫了4%左右。其中一個團隊主持人是墨西哥國立自治大學(National Autonomous University)Dany Page表示,雖然4%聽來不多,但對天文學家來說,這已經是所觀測到最劇烈的降溫趨勢。這表示這顆中子星的內部必定有不尋常之處。

中子星是目前直接觀測的天體中,所含物質密度最高、最緻密物質的天體。在中子星上一茶匙的物質,相當於60億噸重。中子星核心處的壓力之高,迫使絕大部分的電子與質子結合而形成中子。因此這種超新星殘骸幾乎都是由中子所組成,另外還有少數質子、電子和其他粒子。

理論物理學家曾詳細模擬物質在極高密度狀態下的行為模式,甚至曾思考過超流體可能性。超流體是一種幾乎沒有摩擦力的物質狀態,地球實驗室中製造出的超流體都具有超凡特性,例如可向上爬而逃出人造容器的能力。由帶電粒子組成的超流體也是超導體,讓電流流動幾乎沒有任何阻力可言。地球上已經利用超導體的特性製造出許多科技產品。另一團對主持人俄羅斯聖彼得堡艾爾菲研究所(Ioffe Institute in St Petersburg)Peter Shternin表示,錢卓所觀測到的仙后A中子星快速冷卻的現象,首度直接證明中子星的核心是由超流體和超導體物質組成。


這兩個團隊都認為仙后A中子快速冷卻的現象,顯示在過去100年間,中子星的核心逐漸轉變成中子超流體。理論預測中子星核心過渡到超流體狀態時,會大量形成幾乎無質量也幾乎不與其他物質交互作用的微中子(neutrino),這些微中子向外逃出而帶走能量,所以中子星會有明顯的降溫現象。這些團隊認為:快速冷卻的現象可能還會持續數十年左右,之後冷卻的速度就會減慢下來。

地球實驗室中物質開始變成超流體都是在接近絕對0度的極端低溫下,但中子星內部的超流體卻可在溫度高達10億度左右的高溫狀態下發生,因為粒子間的交互作用是經由強核子力達成,也就是夸克(quarks)聯合在一起而形成質子或中子的作用力,而質子和中子聯合起來才組成粒子的原子核。然而,直到現在,科學家仍然無法確定地估算超流體形成的溫度。此番藉由錢卓的觀測結果,這些天文學家至少能確定形成溫度介在5億度到10億度以下。

此外,由這個快速降溫度現象,中子星核心遺留的質子數量已相當少,使得中子星核心變成超流體的過渡期提早發生;又由於質子帶有正電,所以仙后A中子星的核心亦為超導體狀態。地球實驗室中已知不同組成成分的超導體,在溫度高過攝氏零下100~200度時,就會喪失超導特性;然而由於中子星核心極高的密度,因此可讓物質在接近攝氏10億度的高溫環境下仍具有超導電性(superconductivity)。

經由中子星超流體電腦模擬結果與強核子力物理學,這些天文學家或許可在仙后A中子星測試極緻密物質的強交互作用詳細特徵,如此一來或許就可藉機瞭解中子星的行為特性,例如中子星的脈衝性質和進動、磁場強度極高的中子星—磁星(magnetar)的爆發和演化等現象。(文/引用自臺北天文館網路天文館網站)

« 最後編輯時間: 2022-04-11 11:51:59 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2022-04-11 11:50:42 »

reverse shock supernova
https://news.yahoo.com/bizarre-supernova-exploding-wrong-direction-130200616.html

https://www.cnbeta.com/articles/science/1256757.htm  

一颗怪异的超新星正在错误的方向上爆炸。对仙后座A(Cassiopeia A)的一项新研究表明,气体云的一个部分正在自我坍缩,研究人员称之为“反向冲击超新星”。仙后座是一个星云,位于离地球大约11000光年的地方。它是离地球最近的超新星遗迹之一。这个气体云直径大约有16光年。它是由原来的恒星留下的氢气和其他气体组成的。研究人员说,最初的超新星产生的冲击波仍然在撕扯着这个云。

超新星的模型显示,冲击波应该向外均匀地扩张,就像一个正在充气的气球。然而,研究人员注意到,有一个部分看起来是在自己身上爆炸的。研究人员在最近批准发表在《天体物理学杂志》上的一项研究中对“反向冲击超新星”进行了深入的挖掘。这篇论文目前可以在预印本服务器arXiv上找到。

研究小组利用美国宇航局钱德拉X射线天文台拍摄的数据分析了冲击波的运动。钱德拉之前捕获了银河系中心的惊人图像。他们发现,在过去的19年里,冲击波的西部地区一直在退缩,而不是扩大。不过,更耐人寻味的是,他们发现反向冲击超新星的某些部分正像超新星的其他部分一样继续扩张。

« 最後編輯時間: 2022-04-11 11:52:17 由 peter » 已記錄

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