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标 题[摘录]中子星秤体重罗!
发信站铭传筑梦别境 (Sat Jul 23 21:37:25 2005)
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中子星的组成方式很怪异--原子核中几乎都是中子,科学家至今仍不了解为何会
如此?科学家目前发现了一种新方法,可以了解中子星物质--重力波(gravitat
-ional wave)。这些科学家认为:当一对中子星互绕的过程中,会逐渐丧失能量
而渐渐靠近,最後合并成黑洞释放出重力波,使时空产生波纹皱褶。经过电脑模
拟运算,这些科学家发现:在中子星刚合并的一刹那所释放出的重力波,将可用
来直接测量中子星的刚性。
有些科学家认为:那些总质量不超过2~3倍太阳质量的中子星对,合并之後会变
成一个体积与质量都约为原来两倍大的巨型中子星;若此巨型中子星的质量超过
个极限,才会继续塌缩变成黑洞。不过,目前科学家并不确定中子星和黑洞的正
确质量分界究竟在哪儿?不同的电脑模拟不同物质特性的组成中子星结果,就会
出现不同的质量门槛 ;更精确一点的说法:物质愈刚硬,就愈能抵抗重力压缩
,则从中子星变成黑洞的质量门就愈高。
日本东京大学Masaru Shibata由他的模拟结果建议:如果测量中子星刚合并的瞬
间所发出的重力波,就可以找出这个质量门槛。因为此时发出的重力波会产生一
个独特的讯号,藉由雷射干涉重力波天文台(LIGO,Laser Interferometer Gra
-vitational-Wave Observatory)或其他天文台测量这个独特的讯号,便可决定
恒星的总质量,尤其是位在距离地球约1亿5000万光年范围内、融合结果是变成巨
型中子星而非黑洞的星体。LIGO将於2009年完成并开始运作。他表示,若测量到
3kHz频率、持续1/10秒以下的信号,则质量门槛必在中子星对总质量左右或以上
,否则质量门槛就会比总质量低。
这种测量方法最棒的地方,是不用经过繁琐的测量与分析,只要单一测量结果,
便可马上得到一个门槛质量的下限;当测量到许多门槛质量後,便可直接测试现
行中子星理论的正确性。
不过,有其他天文学家担心:虽然这个论点不错,但3kHz的频率,可能会超过LIGO
可侦测范围。不过,担心归担心,为了测试理论究竟是否正确,这个关卡还是得
去闯一闯,否则永远无法证明对或错。
相关论文请见Phys. Rev. D 71, 084021 (2005)。
参考资料:
http://focus.aps.org/story/v15/st21, 2005.06.14
* 转载自台北天文馆
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