科学家利用中子星的热核爆发研究其内部结构(图)


【明慧网2002年11月27日】据美国航空航天局网站11月7日消息,在一个中子星 (Neutron Star) 表面发生28次系列热核爆发(thermonuclear blast)期间,科学家利用欧洲太空总署(ESA)的XMM牛顿X-线探测卫星对这种神秘的物体进行了许多关键的测量。


中子星是由中子直接组成的致密星体。我们眼睛所见的地球上的物质通常是由分子组成,分子由原子组成。和中子相比,分子之间,原子之间以及原子和分子内部都有巨大的空隙,因此和我们日常接触的物体相比,中子星的密度大得惊人。一个典型的中子星的密度约是地球密度的100万亿倍左右,一个火柴盒大小的中子星物质质量高达几十亿吨。


这次测量到的这个中子星是双星系统EXO 0748-676的一部分,位于飞鱼星座。科学家估计这个中子星质量约为太阳的1.4倍,直径为16公里左右。基恩·科塔母(Jean Cottam)博士和他的研究组首次利用光在中子星的极端引力场中穿过其大气层时发生的频率偏移现象(即引力红移)研究了中子的内部结构,首此获得到了这个中子星质量和半径的比率,这一结果发表在《自然》杂志11月7日号期刊上。

科塔母博士说:“只有在中子星发生热核爆发引起其临近区域大放光彩时我们才能测到射出的光与中子星极端引力场相互作用而留下的特征。”

因为光线的引力红移直接决定于中子星的质量和半径,其质量和半径比又决定了其内部物质所遵从的状态方程,所以这类测量对于了解中子星的性质有着非常重要的意义。如果能够得到中子星精确的质量半径比,科学家可以确定中子星内超流体(superfluid)的特性及其相互作用--类似于粒子物理学家在粒子加速器中寻找的现象。这次测量得到的结果还首次证明了中子星在自然界中是的确存在的。

“不象太阳的内部结构已经被我们清楚地了解,中子星对人类来说象是一个黑盒子,”论文的合作者,哥伦比亚大学的弗里兹·培雷尔斯(Frits Paerels)博士说,“我们在中子星这个黑盒子上开了第一个小孔。现在理论工作者们可以凭着我们提供的数据继续探索。”

更重要的是,论文的另一合作者,荷兰空间研究所的马里亚诺·门德兹博士(Mariano Mendez)指出,这一工作开创了利用引力红移研究致密星体的新方法。也许可以利用它来寻找新一类的致密天体,如夸克星等。

现代科学的新发现特别是天体物理学所观测到的现象极大地开拓了我们人类的视野。一些物质如中子星,黑洞等,因为它们都远远超出了人们在日常生活中的经验,在几十年前甚至更近的时间内,人们都曾经怀疑它们的存在,而今天都已经相继被实验观测所证实。人们在日常生活中所固守的一些观念,如看不见,或者现代科学还没认识到就一概加以否认甚至反对,已经一再被证明是不“科学”的。现在科学不能解释,不能观察的一些现象,将来可能是人们的常识。

参考资料:
http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20021003nsexplosion.html







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