带壳奇异星的热演化

发布时间：2020-12-21 04:07

　　奇异星是由奇异夸克物质组成的一类致密天体，它由于夸克星核表面存在强电场而可以带有由正常核物质组成的外壳。对奇异星热演化的研究是了解它性质的一个重要途径。 首先，考虑到星体是否带有外壳和外壳的性质对热演化具有多方面的影响，而对表面电场和外壳相关问题进行了研究：（ⅰ）通过定性分析外壳的力学平衡，认为支撑外壳的应该是电子气层的简并压而非电场力，因而外壳底部没有电场存在；（ⅱ）研究了强磁场使电子行为量子化而对电子层产生的影响，发现在该效应下电场强度增强而电子层宽度减小，并由此认为奇异磁星(B＞10¹⁶G)有较大的可能是裸星。此外，还考察了强磁场通过直接改变外壳热结构对星体热演化产生的影响，它使得中微子冷却阶段温度升高，光子冷却阶段提前出现且变快。但总的来说，对于一般强度的磁场(B＜10¹³G)，其在这两方面的影响均可以忽略。 近年来，微观物理研究表明奇异夸克物质很可能处于色超导态，而使物质性质（如中微子产生率、热容量和粘滞性等）发生改变。尤其是在CFL相奇异星中，中微子辐射以及夸克热容量几乎被完全抑制，由此使热演化发生了巨大改变。在此背景... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

裸奇异星表面夸克与电子分布示意图

1壳层力学平衡讨论图2.3奇异星内核与外壳衔接处的结构示意图星核与外壳衔接处的结构如图2.3所示，可分为三个部分:夸克组成的内核与核物质组成的外壳以及两者之间的电子气层(此处称为间隙层，gpa)。间隙层中存在径向向外的强电场，对任何进入间隙层的带正电粒子起阻碍作用。壳层被间隙层阻隔而处于夸克星核强作用力程之外，其所有重力作用于间隙层之上。为达到力学上的平衡，间隙层必然产生一个对壳层的支持力，这个力可能由间隙层中电子气向上的压力(从整个壳层受力这一宏观角度来讲应该是压力而非压力梯度)和径向向外的电场力【26]提供，前者是必然存在的。而对于电场力是否也对支撑壳层作贡献我认为则需要仔细讨论。从微观角度来看，不妨取壳层底部一个薄层，记为A(如图.23)

人【79]早已有过明确的论述。.53演化曲线图5.1给出了带不同磁场的正常态奇异星在。一T图上的演化轨迹。一颗诞牛于超新星爆发的奇异星，从最初的高温、高速旋转开始冷却、减速。早期的冷却十分迅速，几天的时间内温度就有几十倍的减小，但此时磁偶极辐射制动并未起明显作用。随着温度的降低，星体开始接触到r模不稳定窗口。一旦引力波辐射驱动效应略微超过粘滞耗散效应，微小的初始扰动将迅速增长。同时大量反方向的模式角动量向体角动量转移使之减小，引力波制动机制开始起作用，并明显强于磁场不太强的磁偶极制动。旋转速度的减小使星体略微离开不稳定窗口，模式被迅速衰减。此后随着冷却的继续，不断地重复着上述过程，沿着不稳定窗口的边界演化。可以从图5.2中清楚地看到r模振幅在早期几十年内明显的振荡行为。约100年后


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