日探中子星內部結構

    中子星是除黑洞外密度最大的天體。日本理化學研究所、大阪大學、東北大學日前發佈聯合新聞公報說，一個國際研究團隊用計算機模擬了雙子星合併後發出引力波的波形，“讀出”了超高密度物質的詳細性質。該研究有望幫助科學家探明中子星內部結構以及超高密度物質的性質。

    中子星是在老年恆星的中心逐漸形成的。如果這顆老年恆星的品質約是太陽的十倍，那麼這顆恆星就有可能變成中子星。反之則有可能變成白矮星。在恆星演化的後期，恆星外殼膨脹，反作用力促使恆星核收縮。在巨大的壓力及由此導致的高溫下，恆星核會發生各種複雜的物理變化，逐漸演變成中子星的內核。日本新聞公報說，目前有理論預測在中子星中心那樣的超高壓環境下，被封閉在中子、質子等強子內的夸克會逐漸被釋放出來，最終轉變成夸克物質並連續出現。這種理論稱為“強子——夸克連續性”。

    二○一七年和二○一九年，美國激光干涉引力波天文台兩次探測到來自雙中子星合併的引力波。不過，由於引力波探測器的特性，捕捉到兩個中子星相互靠近以及合併的瞬間已經是極限，而中子星碰撞之後會發生甚麼則無法探知。

    根據“強子——夸克連續性”這一理論預測，研究團隊首次用計算機模擬了雙中子星一邊釋放引力波一邊合併，最終形成一個高速旋轉的中子星的過程。

    研究小組根據雙中子星合併後超高壓狀態變化的三種不同模式分別進行模擬，並對發出的引力波的波形進行了詳細分析。結果顯示，伴隨“強子——夸克連續性”產生的引力波，在三種不同模式下，其頻率出現明顯的不同。

    此外，根據最新觀測結果，天文學家確認了迄今為止人類已知最重的中子星PSR J0952-0607，其品質約為太陽品質的二點三五倍，且每秒旋轉七百○七次，是銀河系中旋轉速度最快的中子星之一，它幾乎粉碎並吞噬了其伴星的全部品質。

    中子星PSR J0952-0607是地球觀測範圍內密度最大的天體，這類吞噬其伴星的中子星也被天文學家稱為“黑寡婦”脈衝星（中子星的一種）。確認“黑寡婦”脈衝星的品質，可以幫助科學家確定大型中子星與最小黑洞之間的品質分界線。

    天文學家普遍認為，當一顆核心品質大於約一點四倍太陽品質的恆星在其生命末期坍縮時，會形成一個緻密的、緊湊的中子星，其內部處於極高的壓力之下，以至於所有的原子都被壓碎在一起。這些中子星生來就在旋轉，雖然由於太過暗淡而無法在可見光波段下看到，但它們卻會發出射電波、X射線甚至伽馬射線——它們在旋轉時閃爍，就像燈塔的旋轉光束一樣。

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