什么是奇异星:一种假象中由奇异物质构成的夸克星

在之前我们介绍了夸克星是否可能存在的问题,了解到夸克星是一种介于中子星和黑洞的假想中的天体,在这种假想天体中,还有一个分支就是今天要说的奇异星

什么是奇异物质

奇异星也是一种假想中的天体,主要由奇异夸克物质组成,属于夸克星的一种。要想解释清楚奇异星,我们必须要先了解清楚什么是奇异物质。

组成你我他和太阳系的物质,都可以称为是普通物质,也就是原子物质,主要由各种原子组成,原子的绝大部分质量都集中在原子核上,而原子核由中子质子组成,中子和质子又由上下夸克组成。

奇异物质和我们所熟知的原子物质不同
奇异物质和我们所熟知的原子物质不同

而奇异物质和原子物质并不相同,目前来说,奇异物质又两个不同的定义,其中一个广泛的定义指的是奇异物质是所有物质的真正基态,是一种比普通物质更稳定的物质类型,它不会随着时间的流逝而发生衰变。另外一种更狭义的奇异物质指的是当普通物质被压缩到超过临界密度的时候,质子和中子就会分解为夸克,普通物质就会被转化为由夸克组成的奇异物质。

我们今天讨论的奇异星中的奇异物质就是狭义定义中的由夸克物质组成。

通过上面的定义我们可以看出来,奇异物质最有可能出现在中子星的内部。毕竟中子星内部温度和压力都非常大,大到足够将电子挤进原子核中,和质子结合在一起,形成中子,最后形成一颗由中子组成的天体。那么一些中子星是否就会正处于这种临界点上,中子进一步的被分解为夸克,最终形成了一个由奇异夸克物质组成的中子星——夸克星。

奇异星的双层物质结构:中子星外壳和奇异物质内核

像前面说的,当中子星处于临界点的时候,它内部的简并中子物质已经分解成了由夸克组成的奇异物质,但是它的外壳则依然是普通的中子星物质,所以奇异星就是由这两种物质组成的,也被叫做混合星。

因为奇异星的独特构造,所以几乎无法将奇异星和中子星区分开。但是一些科学家认为,在奇异星的内部,夸克物质和中子星物质之间会形成某种分界线,这个分界线将会使得奇异星产生一些不同于中子星的奇异特性。

因为奇异星内部是奇异物质,而外部是中子物质,所以这两种物质之间形成了一个分界线,可能是形成快速射电暴的原因
因为奇异星内部是奇异物质,而外部是中子物质,所以这两种物质之间形成了一个分界线,可能是形成快速射电暴的原因

其中最可能出现的一种情况就是奇异星的中子外壳的坍缩,在这个过程的初始阶段,奇异星会释放出大量的磁能以及电子和正电子对。这种在如此短的时间内释放的高能粒子和磁能导致新释放的电子/正电子对被引导向奇异星的两极。一旦这些电子/正电子对被引导到奇异星的两极,它们就会以相对论速度喷出,这被认为是宇宙中快速射电暴的主要形成原因。

到目前为止,快速射电暴被认为极有可能是由脉冲星形成的,但是对于它的具体形成机制,目前科学家还没有一个明确的答案。

但是如果我们将奇异星引入进来的话,那么快速射电暴将会得到一个很好的解答。

原初奇异星

奇异星可能不仅仅是由中子星形成,最早的奇异星可能会追溯到宇宙大爆炸不久后的早期宇宙相分离阶段。当宇宙大爆炸以后的物质快速的冷却的时候,肯定存在某一个阶段的宇宙因为温度和压力都非常合适,从而使得宇宙中充斥着奇异物质,这些原始奇异物质可能会组成一些原始的奇异星——原初奇异星。并且这种原初奇异星中的奇异物质可能会非常稳定,并能够一直存活到现在。

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