寻找奇异星的可能途径.ppt

寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 寻找奇异星的可能途径 徐仁新北京大学天文学系 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 寻找奇异星的可能途径 0引言 脉冲星 中子星 奇异星1最小转动周期2质量 半径关系3表面特性4其它可能途径 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 寻找奇异星的可能途径 脉冲星研究历史Landau Chadwick 1932 Landau 1932 Baade Zwicky 1934 Openheimer Volkoff 1939 Pacini 1967 转动能 磁偶极辐射 超新星遗迹能源 Bell Hewish 1967 Gold 1968 脉冲周期即为中子星转动周期 1986 Haensel Zdunik Schaeffer Alcock Farhi Olinto 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 与射电脉冲星有关的其它天体 脉冲星类天体Pulsar likestars 吸积X射线脉冲星X射线爆反常X射线脉冲星软 射线重复爆孤立 中子星 射线爆发源 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 射电脉冲星的辐射机制脉冲星的本质中子星模型奇异星模型 寻找奇异星的可能途径 中子星模型大气层外壳层内壳层中子物质区中子星的核 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 寻找奇异星的可能途径 关于中子星核的夸克相 c的一种估计 4 R3 3 1 0 24fm 3 224MeV fm3超新星核反弹密度 2 4 nuc稳定中子星核心密度 3 nuc混合星 hybridstars 存在密度间断面混杂星 mixedstars 混杂相 共存 夸克星 奇异夸克星 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 存在奇异星的两个必要条件致密星中心密度达到夸克解禁临界密度格点QCD不适用于高重子化学势的中子星超新星反弹和稳定中子星模型 c 3 nuc大块奇异夸克物质是最稳定的注意 Strangelet可以不稳定体积效应 高温 蒸发 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 奇异星模型带壳奇异星裸奇异星 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 寻找奇异星的可能途径 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 奇异星与中子星的异同在极限质量 1 4 附近 半径差别不明显物质成分 密度分布 转动惯量 质量 半径关系 NS M R 3 SS M R3 表面特征 0引言 脉冲星 中子星 奇异星 宇宙中存在奇异星和中子星的可能性所有脉冲星类天体都是中子星所有脉冲星类天体都是奇异星部分脉冲星类天体是中子星 余为奇异星部分或所有脉冲星类天体是某种未知天体若只有前三种可能性 我们不得不回答 观测上如何鉴别中子星和奇异星 寻找奇异星的可能途径 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 1最小转动周期 天体的旋转模 r mode 不稳定性旋转模振荡 Papaloizou Pringle1978 引力辐射导致旋转模不稳 Andersson1998 旋转理想流体一定存在旋转模不稳定性旋转模不稳定发生的临界条件 1最小转动周期 振荡能耗散 体粘滞性差异王青德 陆埮 1984 首次注意到 非轻子反应u d s u有效耗散含SQM的中子星径向振荡能 Madsen 1992 SQM的体粘滞系数中子物质与SQM的 sv相近 但 bv相差很大 bv SQM 6 10 2s bv mU dU 2 102 9s 寻找奇异星的可能途径 1最小转动周期 奇异星能比中子星转得更快 Madsen1998 2000 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 2质量 半径关系 由状态方程确定中子星和奇异星的结构TOV方程 dMr 4 r2 dr EoS P P 数值积分 冷星结构 寻找奇异星的可能途径 2质量 半径关系 观测确定的质量 半径关系吸积发生的必要条件 R rm rcorm 最小吸积率 rco 观测确定的M R关系为 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 2质量 半径关系 观测与理论的对比 EoS李向东等 1999 偶极场L 寻找奇异星的可能途径 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 3表面特性 中子星与奇异星表面特性的差异密度分布与表面密度NS c 10 s s 0 300m的外壳层 SS c 10keV 奇异星是否有厚壳层 10 6 10 5 Alcock等的观点奇异星可以从 脏 的星际环境中吸积物质裸奇异星不能提供形成磁层的粒子不可能利用表面特性区分NS和SSXQZ 裸奇异星可以表现为射电脉冲星 SM爆轰模燃烧 SN吸积 10 15 IS P 103s强电磁场中的电子对过程可以提供磁层粒子有可能利用表面特性区分NS和SS 3表面特性 寻找奇异星的可能途径 依据表面特性寻找裸奇异星裸夸克表面存在导致的与观测有关的后果表面粒子束缚能几乎无穷大 RS的V Gap表面热导率 SQM NS壳开放区粒子 BSS e NS e 离子观测上的比较脉冲星的漂移子脉冲观测 RS的V Gap一般脉冲星极冠区温度比RS的低能否观测到反映开放区粒子成分的X射线谱 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 3表面特性 4其它可能途径 冷却率的差异 Schaabetal 1997 寻找奇异星的可能途径 寻找奇异星的可能途径 北京大学天文学系徐仁新 4其它可能途径 辐射区几何对半径 质量 的限制 引力效应挤压B光线弯曲M R关系1937 21 P1 2 0 2M 0 1R 1km 4其它可能途径 中子星和奇异星磁场起源和演化的差异奇异星能否形成强磁场 Magnetar PSS中两种可能的湍流对流过程 L 2km v 108cm s 动磁平衡时B 1015GL 1m v 105cm s 动磁平衡时B 1013G快发电机过程可产生1012 1018G纤维状场在吸积磁衰减过程中 NS和SS表现不同 屏蔽 挤压 热壳耗散 SS壳层底部的爆发过程 寻找奇异星的可能途