这些奇怪的外星球也许是奇异物质组成的

Charles Q. Choi经由 科学与天文

 

所有不可思议的世界,都沿着密度极大的中子星轨道运行。

 

 

有三个已知的行星绕着脉衝星PSR B1257+12运行,参见图示。研究者提出在新的研究里,另外有半打绕着脉衝星转的行星可能是奇异物质所组成。

 

天文学家已经分辨出,大约有半打的系外行星可能是地球人未知的奇异物质所组成。

 

质子和中子是构成原子核的单元,质子和中子又是由更小的,名叫夸克的基本粒子构成。有6种夸克: 上、下、奇、魅、底、顶。上夸克和下夸克的质量是所有夸克中最低的。质子是由2个上夸克与1个下夸克组成的,而中子是2个下夸克和1个上夸克组成的。科学家已经能经由粒子加速器的强烈碰撞产生奇夸克,但是这些夸克很快就衰败成较稳定的粒子。不过之前有研究说奇夸克也许能在密度极大且即将消亡的星体发现,也就是中子星。

 

中子星是在巨型恒星发生剧变大爆炸后的残余体,也就是所知的超新星爆炸。每个中子星团块质量相当于太阳的1.3到2.5倍,压缩成12英哩 (20公里) 约一个城市大小的球体。中子星的命名来自于奇特组成: 强大的重力把这些残余的质子和电子结合在一起,形成中子。

 

理论上,在中子星核心极端的压力下,中子可能分解成夸克”汤”。先前研究说,在足够的压力下,半数由中子分离而成的下夸克可能会转变成奇夸克,产生奇异物质组成的夸克星。

 

原理上,奇异物质比一般物质更重更稳定。再说,奇异物质可能可以把它接触到的普通物质转变成奇异物质。先前研究说一个奇异夸克星偶然喷发的奇异物质能迅速的在1毫秒至1秒的时间内,把双星系统中的一个中子星转变为奇异夸克星。

 

先前研究说中子星和夸克星有非常类似的平均密度,这让真正的夸克星更加难以辨识。南京大学天文物理学家耿晋军提到这点,而他也是新研究中辨识奇异物质的系外行星的共同作者之一。

 

以前的研究提过可能存在奇异物质构成的行星,而科学家可以藉由行星的密度辨别出是普通物质或是奇异物质。普通行星的密度通常不超过每立方英呎1870磅 (每立方公分30克)。另一方面,一个典型的奇异星密度每立方英呎将近2万5千兆磅 (每立方公分400兆克),耿和他的同僚说。(比较起来,黄金密度大约是每立方英呎1200磅,或者将近每立方公分19.3克。)

 

一个奇异夸克星非常近似中子星,但奇异星和一般行星的差别是非常巨大的,耿对Space.com说。

 

这些奇异行星超乎寻常的密度,让奇异行星即使离所环绕的奇夸克星只有14.7英哩(23.7公里),几乎要掠过表面的距离,奇异行星也能倖存下来。另一方面,一个普通的行星若是距离死亡的恒星不到34万8千英哩(56万公里),就会被引力撕裂。

 

现在,基于这些奇异特征,中国的科学家说他们侦测到4个候选星,可能是这种奇异的行星,这4个候选星绕着脉衝星不到34万8千英哩 (56万公里)。这些系外行星围绕着脉衝星旋转 – 脉衝星是快速旋转的中子星,从地球观看,脉衝星就像灯塔的导航灯一样闪烁。此外,研究人员还发现另外有2个行星,完成一次轨道运行时间要稍长一些,这2个行星也可能是奇异行星。

 

研究人员指出,奇异行星也可能环绕看似白矮星的天体运行 – 白矮星是正常恒星的残余物,恒星内核的氢燃料已经燃烧殆尽 – 但其实它是一个奇夸克矮星。研究者找到5个系外行星围绕着白矮星运行,运行轨道也非常接近恒星残骸,支持了这5个行星是奇异星的可能性。

 

科学家谨慎地说,这些看似潜在的奇异行星也有可能事实上是白矮星,这些星体是相对緻密的物体,很接近它们的主脉衝星。

 

这些候选行星的质量通常少于木星的10倍,耿说,而白矮星的质量通常是木星的150倍到1200倍。

 

确定这些系外行星是否由奇异物质组成的一个方式是观察它们的重力波。重力波是空间时间结构中的皱褶,由任何质量的天体运动中产生。重大质量的天体会放射出强大的重力波,例如: 当成对的中子星相互撞击。

 

一个奇异行星环绕或者与一个奇夸克星合併时,应该会散发出重力波,这种重力波与成对的中子星和普通行星发出的重力波是不同的,因为奇异星的特殊密度性质。研究者说。

 

他们认为雷射干涉引力波天文台 (LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)正在进行的项目与爱因斯坦望远镜,也许能侦测到奇异行星和奇夸克星合併产生的重力波爆发。

 

“我们相信我们已经提出了一个有效辨识奇夸克物质天体的全新方法。” 耿说。

 

科学家已经把他们研究详细的发佈在8/29的天文物理期刊。

 

原文: https://www.space.com/alien-planets-pulsars-strange-matter.html

 

翻译:跟着兔子

 

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本文出处网址: https://www.igag.ga/2019/10/09/these-strange-alien-planets-may-be-made-of-exotic-matter/

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