PDF《脉冲星是中子星还是奇异星 ①》

1 个太阳质量左右 . 并且 ,X 射线脉冲星掩 食前后过度阶段的时标非常短 , 因此它们的体积较 一般星体要小 .1978 年观测到了来自 X 射线脉冲星 的辐射中的回旋吸收线 , 并由此推测 X 射线脉冲星 具有

1012 高斯量级的强磁场 . ( 2)1976 年发现的一种 X 射线爆发源 , 被认为 起源于双星系统中吸积至某种致密天体表层的物 质所产生的热核反应燃烧过程 .X 射线爆发源的辐 射谱可以很好地用黑体谱拟合 ;

根据所拟合的黑体 温度能够推断这种致密天体的半径均为

10 公里 . ( 3)1995年意识到存在一类特殊的 X 射线脉冲 星 .它们的谱较软 , 周期较长( 5~

12 秒) , 未发现双 星特征 ;

另外 , 它们自转减慢 , 且X射线光度 ( 约为

1035 尔格/秒)大大超过自转能损率 . 这些特殊的 X 射线脉冲星被分成新的一类 , 称为 反常 X 射线脉 冲星 .此外还有一类称为 软γ射线重复爆发源 的天体 , 它们的特征与反常 X 射线脉冲星相似 , 只 是偶然出现软 γ 射线波段的爆发现象 .反常 X 射线 脉冲星和软 γ 射线重复爆发源都倾向于与超新星 遗迹成协 , 它们可能是与射电脉冲星属于同一类的 致密天体 . ( 4)

1995 年开始从 ROSAT 卫星的观测结果中发

7 科技导报 5/

2001 现一类温度较低的 X 射线源 ( 热光子能量在 50~ 120eV 之间) .它们没有射电辐射 , 与超新星遗迹不 成协 , 离我们较近 ( 在1kpc 以内) ;

只测得其中两个 源具 有X射线脉动 ( 周期分别 为8.

39 秒、22.

7 秒) .目前关于这类天体有两种看法 : 它们是一些年 龄小于

10 6 年的射电脉冲星 , 只是它们的射电辐射 束未扫过地球 ;

它们是一些已经死亡了的 ( 不发射 射电脉冲)射电脉冲星 , 因吸积星际介质而产生 X 射线辐射 . 尽管这些致密天体的表现各异 , 但进一步的研 究发现它们都有一些共同特点 : 体积小 、磁场强 , 并 且可能是在超新星爆发过程中形成的 .这些特点与 射电脉冲星的完全相同 , 反映出它们可能属同一类 天体 ④ .另外 , γ 射线爆发源的不少观测特征也表明 它们可能也是射电脉冲星的同类 .由此可见 , 天体 的辐射有没有脉冲 , 不再是我们关于脉冲星的本质 认识了 ⑤ . 射电脉冲星是最早发现的这类天体 , 目前其数 目已超过

1 200.让我们看看它们是如何辐射的 .封 二图

1 是射电脉冲星产生辐射的示意图 .大多数射 电脉冲星的周期约 1秒,极冠区磁场约

1012 高斯 .各 种理论模型都论证了 , 在自转磁化脉冲星的极冠区 会产生大量正负电子对 ;

这些主要由电子对组成的 等离子体 ( 略带少量静电荷)沿磁力线运动时发射 聚束的射电辐射 .这种辐射束因旋转而产生的 灯 塔效应 是射电脉冲星产生规则周期信号的根源 . 那么 , 脉冲星是由什么组成的呢 ? 一种观念认 为脉冲星是中子星( 即中子星模型[ 2, 3] ) . 我们知 道,主序恒星是由其内部的核合成过程提供能源 的,并且核燃烧产生的热压抵抗引力收缩而使主序 星保持一定的平衡位形 .随着恒星晚期核能源的耗 尽,热压力越来越抵消不了引力 , 恒星的塌缩不可 避免 .收缩的恒星内部密度逐渐升高 , 同时电子费 米能也相应增加 . 当电子费米能超过一定阈值时 , 电子就会与原子核中的质子反应生成大量中子 , 这 就是所谓的 中子化过程 .中子化的后果是使得恒 星的塌缩核最终会成为一个以中子为主构成的残 骸―――中子星 . 另一种观念认为脉冲星是奇异星 ( 即奇异星模 型[4] ) .1971 年,Bodmer 首次理论上探讨了奇异夸克 物质( 包含大量游离的上夸克 、下夸克 、奇异夸克的 大块物质) , 并指出这种物质可能存在于中子星内 部.1984年,Witten 猜想奇异夸克物质可能是强子的 真正基态 , 即奇异夸克物质可能是最稳定的强作用 束缚体系 . 若Witten 的猜想是正确的 , 超新星爆发 后形成的由奇异夸克物质为主构成的星体 ( 称为 奇异星 ) 可能比中子星更稳定 .