奇特星

指其成分不是一般的由元素构成的星体,而是一类成分包括基本粒子夸克或其它假想粒子,在簡併壓力和引力间达到平衡之后形成,並且具有其它的量子特性的緻密星

奇特星(英语:Exotic star)的名称类似于奇特原子Exotic atom),只要是指其成分不是一般的由元素构成的星体,而是一类成分包括基本粒子夸克或其它假想粒子,在简并压力和引力间达到平衡之后形成,并且具有其它的量子特性的致密星。主要包括夸克星奇异星(成分以奇异物质为主)和更理论的先子星(由先子(前子)组成)。

夸克星和奇异星

足够的压力下中子星有可能分解成组成中子的夸克,在这种情况下,恒星将进一步收缩并变得更为致密,但是如果没有额外的质量添加,它可能无限期的保留在这种新状态下。它已经成为一个很大的核子,一颗在这种状态下的恒星被称为夸克星(Quark stars)。如果夸克星含有奇异物质(Strange matter),它将被称为奇异星(Strange stars)。绝大多数的奇特星目前都是理论上的,但是在2002年4月20日钱卓X射线天文台检测到两个夸克星的候选者,标示为RX J1856.5-37543C58,而在之前被认为是中子星。基于已知的物理定律,前者看起来非常小,而后者比它们应有的温度冷了许多,认为它们组成的材料密度比多中子核(Neutronium)更稠密。但是,这些观测仍受到一些研究人员的质疑,认为结果仍有争论的余地。

电弱星

电弱星Electroweak stars)是一种理论上的恒星类型,是已经重力崩溃,但由来自电弱燃烧辐射压和中微子来抵抗引力的恒星,这就是通过电弱力夸克转换成轻子释放能量。这一种过程使恒星有如苹果大小体积的核心,包含大约2个地球的质量。[1]

恒星的生命过程中,理论上电弱星的产生是在超新星塌缩之后。电弱星的密度比夸克星更高,并且可能是夸克的简并压力不再能承受引力相互作用,但是可能依然受到电弱燃烧的辐射压力支撑著。这个阶段恒星的生命期可能最多只有一千万年[1]

孤子星

孤子星Soliton Star)以李政道提出的非拓扑性孤子(Non-topological soliton, NTS)为理论基础(拓扑性孤子的模型目前有斯格明子Skyrmion),主要是以纯粹费米子具有孤子波性质的孤子来组成夸克星,被认为是暗物质的候选者之一[2]。对于潜在的玻色子和费米子孤子星进行了计算,一个复杂的标量场就可以形成引力平衡的状态,计算结果显示它们是微观尺寸的小孤子星。

玻色子星

玻色子星Boson stars)纯粹由具有质量玻色子构成﹝如W 及 Z 玻色子﹞,而已知的星体皆主要由费米子构成,可能是于宇宙诞生初期引力坍缩中出现的暗物质[3]理论认为可以侦测由一对共轨的玻色子星所发出的重力波来发现玻色子星。

先子星

先子星Preon stars)是假设中由先子,一群假设次原子粒子,组成的一种致密星。预期先子星有着极为巨大的密度,超过每立方米1023 公斤,介于夸克星黑洞之间。先子星可能源自超新星爆炸或是大爆炸,这类星体可以通过引力透镜γ射线检测到。先子星是暗物质的潜在候选者,但是,目前来自粒子加速器的观侧依然不能证实先子的存在。

在广义相对论中,如果恒星塌缩至小于史瓦西半径的大小,一个视界就会在这个半径上形成,而且这颗恒星就成为黑洞。对一个太阳质量的物体,史瓦西半径是3公里,所以,要符合广义相对论,任何太阳质量大小先子星的半径会大于这个数值。一个质量地球相同先子星的只有一颗网球大小。

重力真空星

重力真空星Gravastar),是作为黑洞替代方案选择之一的黑星英语Black star (semiclassical gravity),其真空极化外壳组成成分因为是透过玻色-爱因斯坦凝聚态所产生的,也应该是夸克所组成的,所以也属于夸克星的一种类型,但是重力真空星并未推导出其内部实际组成物质,星体活动近似于黑洞,使得外部观测者没有任何手段来区分重力真空星与黑洞的曲别,所以现在只是理论推导。[4]

其他想法

还有一些理论尚不成熟的其它类型夸克星模型推出,例如:裸奇异星,没有壳的奇异星。

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参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 D. Shiga. Exotic stars may mimic big bang. New Scientist. 4 January 2010 [2010-02-18]. (原始内容存档于2010-02-18). 
  2. ^ A. D. Dolgov, O. Yu. Markin, Left-Right Symmetric Electroweak Theory and the Central Engine of Quasars,Progr. Theor. Phys. 85 (1991) 1091.
  3. ^ Madsen, Mark S.; Liddle, Andrew R. The cosmological formation of boson stars. Physics Letters B. 1990, 251 (4): 507. Bibcode:1990PhLB..251..507M. doi:10.1016/0370-2693(90)90788-8. 
  4. ^ Los Alamos researcher says 'black holes' aren't holes at all. www.lanl.gov. [2008-02-28]. (原始内容存档于2006-12-13). 

外部链接