最新发现6颗“奇异行星”可能由神秘物质构成

2019-09-26 | 见丰网
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最新发现6颗“奇异行星”可能由神秘物质构成

北京时间9月25日消息,据美国太空网站报道,目前,天文学家发现6颗系外行星可能是由未知的“奇异物质”构成。构成传统物质的原子有由质子和中子组成的原子核,而质子和中子是由被称为夸克的亚原子粒子构成,夸克共有6种:上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克,其中上夸克和下夸克的质量最轻,每个质子包含两个上夸克和一个下夸克,然而每个中子包含两个下夸克和一个上夸克。

如图所示,已知有3颗行星围绕着脉冲星PSR B1257+12运行。研究人员在一项最新研究中表示,最新发现6颗环绕脉冲的行星可能是由神秘的“奇异物质”构成的。

科学家通过粒子加速器强烈碰撞创造出奇夸克,但这些夸克很快就衰变为更稳定的粒子,然而,之前研究表明,在被称为中子星的超密度恒星尸体中,奇夸克可能被证明是稳定的。

中子星是大型恒星的残骸体,是大型恒星在超新星灾难性爆炸中的产物,中子星质量是太阳1.3-2.5倍之间,相当于将如此大的质量装入一个直径20千米的球体,中子星的命名源自其奇特的成分组成:恒星残骸体强大引力牵引将质子和电子挤压形成中子。

理论上讲,在质量特别重的中子星内核的极端压力下,中子可能分解成“夸克汤”,之前研究表明,在充足的压力下,近半数中子星的下夸克可能转变为奇夸克,从而产生由奇异物质构成的奇夸克恒星。

奇异物质可能比正常物质更重、更稳定,此外,它甚至有能力将其遇到的普通物质转变成更奇特的物质,此前研究显示,一颗偶然喷射奇异物质的奇夸克恒星可能在1毫秒至1秒的时间内,将双星系统中一颗中子星转变为奇夸克恒星。

此前研究也表明中子星和奇异夸克恒星的密度应当非常接近,该研究发现可能由奇异物质构成系外行星,从而使中子星和系外行星很难区分,很难观察奇夸克恒星是否真实存在。

然而,之前研究表明,由奇异物质构成的行星可能存在,科学家可能通过它们的密度特征将其与传统物质构成的行星区分开来,普通行星的密度不超过30克/立方厘米,相比之下,奇异行星的密度通常接近400万亿克/立方厘米(黄金密度为19.3克/立方厘米)。

虽然奇夸克恒星和中子星非常相似,但是奇异行星与正常行星之间的差别是巨大的。这些奇异行星的异常密度意味着即使它们距离所环绕的奇夸克恒星不到23.7公里,也能幸存下来,然而,一颗普通行星距离主恒星不足56万公里,就会被恒星引力牵引撕成碎片。

目前基于这些奇特星球的特征,现已发现4颗奇异行星的候选对象,这些系外行星环绕脉冲星旋转,轨道距离不足56万公里,脉冲星是一种快速旋转的中子星,从地球角度观测,脉冲星就像灯塔一样闪烁。同时,研究人员还发现了另外两颗行星,它们完成一次轨道运行所需时间稍长一些,因此也可能是奇异行星的候选对象。

研究人员指出,奇异行星也可能环绕类似白矮星的天体运行,白矮星是正常恒星的残骸,是恒星内核所有氢燃料燃烧殆尽的产物,但它实际上是一颗奇夸克矮星,他们在白矮星周围发现了5颗系外行星,其轨道非常接近恒星残骸,从而表明它们也可能是奇异行星。

然而,科学家警告称,这些潜在的奇异行星可能实际上是白矮星,它们也是相对紧凑的天体,可能接近宿主脉冲星,但是最新发现的候选奇异行星质量一般低于木星10倍,相比之下,白矮星质量一般是木星的150-1200倍。

确定这些系外行星是否由奇特物质构成的一种潜在方法是寻找它们释放的引力波,引力波是空间和时空结构中的涟漪,由任何质量天体运动中产生,非常强的引力波是由质量很大的天体释放,例如:两颗中子星相互碰撞。

研究人员指出,一颗奇异行星环绕或者合并一颗奇夸克恒星时,应当释放出引力波,这种引力波与成对中子星和正常行星不同,因为奇异行星的密度很大。他们认为,激光干涉引力波天文台(LIGO)项目和爱因斯坦望远镜可能探测到来自奇异行星和奇夸克恒星合并产生的引力波爆发。

研究人员相信现已找到一种全新的方法,能够有效识别奇夸克物质天体。目前科学家在8月29日出版的《天体物理学杂志》上详细阐述这项最新发现。

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【责任编辑:阿诺】
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