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科学家在中子星周期跃变研究中获进展

2022-01-11 11:19:53 来源:网络

  最近,中科院现代物理研究所的研究人员和厦门大学的合作者在中子星周期跳跃的研究方面取得了进展。相关结果已发表在天体物理学杂志《天体物理学》

  中子星是现代天体物理学的经典研究课题。它的发现来自于它的周期性脉冲信号,所以它也被称为脉冲星。脉冲星的表面磁场类似于磁偶极子。在旋转过程中,能量会因向外辐射而损失,因此其旋转频率会降低。然而,在减慢旋转的过程中,频率会突然增加,并在几天或几个月内恢复。这种现象就是中子星的周期跳变现象(glitch现象)中子星的周期跳变观测为探测中子星的内部结构和动态演化提供了独特的方法。目前的主流观点是,小故障现象是由中子星中的超流体引起的。在简化的双组分模型中,超流体涡旋固定在壳层的核晶格上,不会随着恒星的旋转而减慢,并允许角动量的储存。当满足一定条件时,存储的角动量将迅速释放,对应于周期性跳跃现象。该超流体和其他超流体的解耦和再耦合过程分别对应于观察到的跳跃和恢复,基于微观方法Brueckner和相对论Brueckner多体理论,研究人员以实际核力为基本输入,用第一原理计算中子星物质,得到状态方程(包括质子丰度和压能的密度依赖关系)恒星的结构由获得的物理状态描述,并结合双分量模型研究了Vela脉冲星2000年的跳跃幅度和跳跃后1分钟左右的短期恢复观测数据。研究人员发现,跳跃观测支持Vela脉冲星是一颗小质量中子星,其典型半径约为12.5 km,中子的超流隙受未来核介质极化的极大影响,高精度观测设备(如fast、HXMT和ska)对脉冲星的定时观测将提供更多的信息,进一步帮助人们深入研究脉冲星的结构,验证跳跃理论,并对双组分模型和核物质的高密度状态施加一定的约束该研究工作得到了中国科学院战略领先科技专项(B类)、中国科学院青年创新促进会等项目的支持。