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1、“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” http:/ 徐仁新u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
2、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u与射电脉冲星有关的其它天体（脉冲星类天体 Pulsar-like stars） 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u射电脉冲星的辐射机制u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” http:/ 徐仁新u中子星模
3、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” http:/ 徐仁新u关于中子星核的夸克相 c的一种估计：(4R3/3)-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 nuc8混合星 (hybrid stars): 存在密度间断面8混杂星 (mixed stars): 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u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8 格点QCD
4、不适用于高重子化学势的中子星8 超新星反弹和稳定中子星模型： c 3nuc大块奇异夸克物质是最稳定的8 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u奇异星模 型o带壳奇异星o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” http:/ 徐仁新“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u奇异星与中子星的异同v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:MR-3, SS:MR3）表面特征0 引言: 脉冲星中子星奇异星u宇宙中存在奇异星
5、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v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” http:/ 徐仁新“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u天体的旋转模（r-mode）不稳定性旋转模振荡（Papaloizou & Pringle 1978）引力辐射导致旋转模不稳(Andersson 1998)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u振荡能耗散 体粘滞性差异王青德&陆埮(198
6、4)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)610-2 s, bv(mU,dU) 21029 s“寻找奇异星的可能途径” http:/ 徐仁新1 最小转动周期u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u由状态方程确定中子星和奇异星的结 构TOV方程：(dMr=4r2 dr)EoS：P = P()数值积分 冷星结构“寻找奇异星的可能途径” http:/ 徐仁新2 质量-
7、半径关系u观测确定的质量-半径关系吸积发生的必要条件：R10keVu奇异星是否有厚壳层（10-610-5）？Alcock等的观点8奇异星可以从“脏”的星际环境中吸积物质8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8SM爆轰模燃烧SN吸积10-15IS: P103s8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SS3 表面特性“寻找奇异星的可能途径” http:/ 徐仁新u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8表面粒子束缚能几乎无穷大 RS的V-Gap8表面热导率：SQMNS壳8开放区粒子：
8、BSS = e, NS = e 离子观测上的比较8脉冲星的漂移子脉冲观测 RS的V-Gap8一般脉冲星极冠区温度比RS的低8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u冷却率的差异 (Schaab et al. 1997)“寻找奇异星的可能途径” http:/ 徐仁新“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u辐射区几何对半径（质量）的限制 引力效应8挤压B8光线弯曲M-R关系1937+218P1/20.2M0.1R1km4 其它可能途径u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
9、？Magnetar?PSS中两种可能的湍流对流过程：8L2km: v108cm/s, 动磁平衡时B1015G8L1m: v105cm/s, 动磁平衡时B1013G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：8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径” http:/ 徐仁新“寻找奇异星的可能途径” 北京大学天文学系 徐仁新结论u问：如何寻找奇异星？u答：方法是有的。但要得到能使大多 数天体物理学家公认的奇异星存在 证据，还有待今后进一步的理论和 观测研究。寻找奇异星的可能途径寻找奇异星的可能途径谢谢各位请多指教“寻找奇异星的可能途径” 北京大学天文学系 徐仁新
