天 文 新 知|
雖 然 天 文 學 家 早 在 1969 年 便 提 出 奇 異 星 的 概 念 ， 但 直 至 80 年 代 ， 這 個 理 論 才 有 更 進 一 步 的 發 展 。 1986 年 ， 艾 確 和 他 的 同 僚 對 奇 異 星 的 結 構 進 行 研 究 ， 發 現 一 顆 典 型 的 奇 異 星 ， 主 要 是 由 一 個 固 體 外 殼 和 一 個 可 能 呈 超 導 液 體 狀 態 的 夸 克 核 心 所 構 成 。 但 整 體 而 言 ， 奇 異 星 的 特 性 ， 無 論 在 質 量 、 半 徑 和 磁 場 方 面 ， 都 和 中 子 星 相 類 似 。 兩 者 主 要 不 同 之 處 ， 是 奇 異 星 的 外 殼 要 比 中 子 星 的 薄 得 多 。 奇
異 星 到 底 是 否 存 在 ？ 一 些 已 知 的 中 子 星 會
否 就 是 奇 異 星 ？ 要 解 答 這 些 問 題 ， 最 終 只
能 從 觀 測 方 面 著 手 ， 尤 其 是 對 自 轉 ， 冷 卻
和 射 線 爆 發 等 特 性 進 行 觀 測 。
自 轉 在 發 現 SN1987A 超 新 星 爆 發 兩 年 後 ， 基 斯 坦 和 他 的 同 僚 宣 稱 他 們 在 SN1987A 內 發 現 了 一 顆 自 轉 周 期 為 0.5 毫 秒 的 的 脈 沖 星 。 雖 然 這 個 發 現 在 一 年 後 証 實 是 錯 誤 的 ， 但 它 卻 觸 發 了 對 奇 異 星 的 研 究 。 由 於 奇 異 星 有 很 高 的 粘 度 ， 它 的 自 轉 周 期 會 比 中 子 星 短 得 多 。 如 果 一 顆 周 期 少 於 一 毫 秒 的 脈 沖 星 真 的 存 在 的 話 ， 它 便 很 可 能 會 是 一 顆 奇 異 星 而 不 是 中 子 星 。 冷 卻 奇 異 星 與 中 子 星 的 表 面 熱 輻 射 特 性 有 顯 著 的 不 同 。 由 於 奇 異 物 質 發 射 較 多 中 微 子 ， 所 以 能 量 損 失 速 度 較 快 ， 因 此 一 顆 年 青 的 奇 異 星 ， 表 面 溫 度 會 比 同 年 齡 的 中 子 星 為 低 。 科 學 家 把 中 子 星 和 奇 異 星 的 冷 卻 曲 線 ， 與 一 顆 編 號 為 PSR 0656+14 的 中 子 星 所 觀 測 到 的 表 面 溫 度 作 出 比 較 ， 發 現 假 如 沒 有 其 他 因 素 加 速 了 其 冷 卻 速 度 的 話 ， 那 麼 它 其 實 可 能 是 一 顆 奇 異 星 。 伽 瑪 射 線 爆 發 伽 瑪 射 線 爆 發 是 現 代 天 文 學 上 最 大 的 謎 團 。 科 學 家 相 信 它 是 由 一 對 位 於 宇 宙 深 處 的 雙 星 碰 撞 合 併 而 產 生 的 。 這 個 雙 星 系 統 可 能 是 兩 顆 中 子 星 ， 或 由 中 子 星 與 黑 洞 所 組 成 。 不 過 ， 近 期 有 研 究 指 出 ， 伽 瑪 射 線 爆 發 現 象 ， 也 可 能 是 由 一 顆 中 子 星 轉 變 為 奇 異 星 時 所 產 生 的 。 這 個 轉 變 可 以 在 一 個 低 質 量 X 射 線 雙 星 系 統 內 發 生 。 在 這 個 系 統 內 ， 中 子 星 可 能 會 吞 噬 超 過 0.5 個 太 陽 質 量 的 伴 星 物 質 ， 當 中 子 星 吸 收 了 這 些 物 質 後 ， 中 心 的 密 度 會 增 加 至 足 以 產 生 奇 異 物 質 種 子 ， 這 些 種 子 會 開 始 吞 噬 四 周 的 中 子 物 質 ， 釋 放 出 大 量 中 微 子 和 反 中 微 子 ， 令 星 體 冷 卻 。 這 個 過 程 可 以 產 生 極 強 烈 的 伽 瑪 射 線 ， 其 能 量 之 大 ， 就 是 源 自 宇 宙 深 處 亦 能 探 測 得 到 。 在 1995 年 12 月 ， 天 文 學 家 發 現 一 個 瞬 間 X 射 線 源 GROJ1744-28 。 它 產 生 的 硬 X 射 線 爆 發 ， 性 質 和 其 他 已 知 的 高 能 量 射 線 爆 發 有 很 大 分 別 。 天 文 學 家 對 它 的 能 量 、 持 續 時 間 、 間 隔 時 間 和 光 譜 進 行 了 研 究 ， 發 現 它 可 能 是 一 顆 正 在 吸 取 伴 星 物 質 的 奇 異 星 。 雖 然 現 時 已 有 相 當 的 理 據 支 持 奇 異 星 的 概 念 ， 但 要 証 實 奇 異 星 的 存 在 ， 還 需 要 有 更 深 入 的 研 究 和 觀 測 。 在 中 子 星 的 理 論 提 出 後 ， 人 類 經 過 了 35 年 才 發 現 它 真 正 存 在 。 如 果 奇 異 星 真 的 存 在 的 話 ， 或 許 我 們 無 須 再 等 待 這 麼 漫 長 的 歲 月 吧 。 相關網頁
Photo courtesy: NASA |
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子 和 質 子 是 由 一 種 更 基 本 的 粒 子 ─
夸 克 所 組 成 。 在 宇 宙 之 間 ， 或 許 存 在 著 一
種 主 要 由 自 由 夸 克 組 成 、 密 度 比 中 子 星 更
高 的 星 體 ， 這 種 天 體 稱 為 「 奇 異 星 」。