據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)站報(bào)導(dǎo)，日前，科學(xué)家一項(xiàng)最新研究表明，一顆爆炸恒星的超密集內(nèi)核包含著叫做“超流體(superfluid)”的奇特超導(dǎo)體物質(zhì)。

通過(guò)錢德拉望遠(yuǎn)鏡可觀測(cè)到仙后座A中子星的溫度驟降，這是首次證實(shí)中子星內(nèi)核存在奇特狀態(tài)物質(zhì)的有力證據(jù)。事實(shí)上，其內(nèi)核是由超流體和超導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成的。

兩支研究小組使用美國(guó)宇航局錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡探測(cè)發(fā)現(xiàn)仙后座A(Cassiopeia A)出現(xiàn)溫度驟降，仙后座A是一顆超大質(zhì)量恒星以超新星爆炸結(jié)束生命的殘留物形成的中子星。研究人員稱，目前觀測(cè)到溫度驟然下降是證實(shí)仙后座A中子星內(nèi)核存在奇特狀態(tài)物質(zhì)的有力證據(jù)。

俄羅斯圣彼德堡市約飛(Ioffe)物理實(shí)驗(yàn)室的彼特-施特尼(Peter Shternin)是該研究小組負(fù)責(zé)人之一，他在一份聲明中稱，通過(guò)錢德拉望遠(yuǎn)鏡可觀測(cè)到仙后座A中子星的溫度驟降，這是首次證實(shí)中子星內(nèi)核存在奇特狀態(tài)物質(zhì)的有力證據(jù)。事實(shí)上，其內(nèi)核是由超流體和超導(dǎo)體物質(zhì)構(gòu)成的。

超流體和超導(dǎo)體物質(zhì)是由帶電微粒構(gòu)成，它們可使電流無(wú)阻力流動(dòng)。

一顆中子星出現(xiàn)異常冷卻

仙后座A是330年前一顆巨大恒星爆炸的殘留體，這顆中子星距離地球11000光年，位于仙后座星系。研究人員在這項(xiàng)最新研究中發(fā)現(xiàn)過(guò)去10年內(nèi)該中子星溫度降低4%。

墨西哥國(guó)家自治大學(xué)的達(dá)尼-帕格(Dany Page)是另一項(xiàng)研究小組負(fù)責(zé)人，他說(shuō)：“降低的溫度雖然幅度較小，但卻具有顯著的意義。這意味著中子星中發(fā)生了不同尋常的變化。”中子星是宇宙中已知最密集的天體，一茶匙的質(zhì)量相當(dāng)于60億噸。

研究人員稱，該中子星內(nèi)核的壓力非常大，多數(shù)電子與質(zhì)子相結(jié)合，產(chǎn)生出中子。物理學(xué)家形成了詳細(xì)的計(jì)算機(jī)模型從而預(yù)測(cè)出宇宙物質(zhì)在這樣高的密度下的表現(xiàn)，其中包括超流體可能形成的反應(yīng)。

超流態(tài)是一種無(wú)摩擦狀態(tài)，在地球?qū)嶒?yàn)室內(nèi)建立形成的超流體具有與眾不同的性質(zhì)。例如：超流體具有向上攀升的特點(diǎn)，它能夠從密封容器中泄漏。

死亡恒星內(nèi)核的超流體

這兩項(xiàng)最新研究顯示仙后座A快速冷卻是由于該中子星內(nèi)核超流體物質(zhì)的形成，這些超流體是在最近100年內(nèi)形成的。施特尼的最新研究發(fā)表在《皇家天文學(xué)社會(huì)學(xué)報(bào)月報(bào)》期刊上。

研究人員稱，仙后座A的溫度驟降與該理論相符，從而預(yù)測(cè)一顆中子星在過(guò)渡至超流體狀態(tài)時(shí)經(jīng)歷著明顯的溫度降低。在溫度驟降時(shí)期，超流體接近零質(zhì)量，叫做中微子的微弱交互微粒大量形成，并攜帶能量逃逸。預(yù)計(jì)仙后座A溫度降低逐漸趨緩之前未來(lái)幾十年內(nèi)將持續(xù)下降。

在地球上，超流態(tài)的相關(guān)特征僅出現(xiàn)于極端低溫狀態(tài)下，接近絕對(duì)零度(零下273攝氏度)。但是中子星的溫度卻可達(dá)到近10億華氏度，這是由于微粒通過(guò)強(qiáng)大的核作用力發(fā)生交互作用，這種作用力結(jié)合夸克可產(chǎn)生質(zhì)子和中子，質(zhì)子和中子結(jié)合在一起可形成原子核。

研究人員稱，到目前為止，這一關(guān)鍵性溫度變化顯示存在著較大的不確定性，仙后座A的溫度下降至5億-10億攝氏度。美國(guó)俄亥俄州大學(xué)的馬達(dá)帕-普拉卡什(Madappa Prakash)是帕奇研究小組的成員，他說(shuō)：“仙后座A是來(lái)自宇宙的一件禮物，我們僅是及時(shí)地在正確的太空區(qū)域發(fā)現(xiàn)到一顆非常年輕的中子星。”

揭示中子星之謎

研究人員稱，這項(xiàng)最新研究表明仙后座A超新星殘骸可作為研究原子等級(jí)超密集物質(zhì)特性的最佳測(cè)試平臺(tái)。同時(shí)，這項(xiàng)研究結(jié)果對(duì)于理解中子星的多樣性具有重要意義，其中包括：震動(dòng)、磁星噴發(fā)以及強(qiáng)大中子星磁場(chǎng)演化。此外，這項(xiàng)最新研究還幫助科學(xué)家更好地理解高磁化、旋轉(zhuǎn)中子星(脈沖星)微弱和突然性的變化。

之前科學(xué)家研究過(guò)一種叫做“自轉(zhuǎn)突快(glitches)”的脈沖星變化，發(fā)現(xiàn)中子星地殼存在著超流體中子，其密度低于內(nèi)核。研究人員稱，這項(xiàng)仙后座A的最新研究首次直接證實(shí)超流體中子和質(zhì)子存在于中子星內(nèi)核。