寻找奇异星的可能途径.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,“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,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,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,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,射电脉冲星的,辐射机制,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,中子星模型,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,关于中子星核的,夸克相,c,的一种,估计,：,(4,R,3,/3),-1,0.24fm,-3,224MeV/fm,3,超新星核反弹密度：2-4,nuc,稳定中子星核心密度：,3,nuc,混合星(,hybrid stars):,存在密度间断面,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,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,格点,QCD,不,适用于高重子化学势的中子星,超新星,反弹,和稳定,中子星模型,：,c,3,nuc,大块,奇异夸克物质是,最稳定,的,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,奇异星模型,带壳奇异星,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,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,奇异星与中子星的异同,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:M,R,-3,SS:M,R,3,）,表面特征,0,引言:脉冲星,中子星,奇异星,宇宙中存在奇异星和中子星的可能性,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,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,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,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,振荡能耗散,体粘滞性差异,王青德&,陆埮(1984)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,)210,29,s,“寻找奇异星的可能途径”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,1,最小转动周期,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,由状态方程确定中子星和奇异星的结构,TOV,方程：(,d,M,r,=4,r,2,d,r,),EoS,：,P=P,(,),数值积分,冷星结构,“寻找奇异星的可能途径”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,2,质量-半径关系,观测确定的质量-半径关系,吸积发生的必要条件：,R,r,m,r,co,r,m,(,最小吸积率,),r,co,观测确定的,M-R,关系为：,“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,观测与理论的对比,EoS,李向东等,（1999）,偶极场,L,“寻找奇异星的可能途径”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,“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,中子星与奇异星表面特性的差异,密度,分布与表面密度,NS：,c,10,s,，,s,0（300m,的外壳层,）,SS：,c,10keV,奇异星是否有厚壳层（10,-6,10,-5,）？,Alcock,等的观点,奇异星可以从,“,脏,”,的星际环境中吸积物质,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,SS,XQZ：,裸奇异星可以表现为射电脉冲星,SM,爆轰模燃烧,SN,吸积10,-15,IS:P10,3,s,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,SS,3,表面特性,“寻找奇异星的可能途径”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,徐仁新,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,表面粒子,束缚能,几乎无穷大,RS,的,V-Gap,表面,热导率,：,SQMNS,壳,开放区,粒子,：,BSS=e,NS=e,离子,观测上的比较,脉冲星的,漂移子脉冲,观测,RS,的,V-Gap,一般脉冲星,极冠区温度,比,RS,的,低,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,冷却率的差异(,Schaab,et al.1997,),“寻找奇异星的可能途径”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,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,辐射区几何对半径（质量）的限制,引力效应,挤压,B,光线弯曲,M-R,关系,1937+21,P,1/2,0.2,M0.1,R1km,4,其它可能途径,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？,Magnetar,?,PSS,中两种可能的,湍流对流,过程：,L2km:v10,8,cm/s,动磁平衡时,B10,15,G,L1m:v10,5,cm/s,动磁平衡时,B10,13,G,快发电机过程可产生10,12,-10,18,G,纤维状,场,在,吸积磁衰减,过程中，,NS,和,SS,表现不同：,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”,,vega,.,bac,.,pku,.,edu,.,cn,/,rxxu,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,问,：如何寻找奇异星？,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,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,