近日,南京大學天文與空間科學學院研究團隊,通過分析最近發生的一次史上最劇烈的超新星爆發,推測發現了夸克星存在的重要證據。
據該研究團隊領導者、南京大學天文與空間科學學院教授戴子高介紹,基于“組成強子的基本粒子是夸克”這一理論,1970年人們提出夸克星的概念,即一類完全由夸克組成的天體。經研究,夸克星與天文學家熟知的中子星質量和大小極為相似,表面觀測上很難區分。
戴子高從1990年攻讀天體物理專業博士學位起,就研究如何從觀測上區分二者。“我的導師陸埮院士研究發現,夸克星阻尼時標不到1秒,而中子星阻尼時標特別長。這是一個先驅性的工作,因為它意味著夸克星和中子星在振蕩阻尼過程上有顯著差別。”戴子高說,“由于夸克星有極強的阻尼效應,它的自轉周期可以為亞毫秒,低于1毫秒,即每秒鐘超過1000次轉速,而新生的中子星是不可以的。”
超新星爆發是大質量恒星在死亡階段發生的一類劇烈爆發現象,一般認為這種巨大的能量來自大量放射性元素的衰變。但這一解釋并不適用于最近發現的這顆史上最強超新星爆發ASASSN-15lh,因為在其被發現后的僅4個月內,它輻射的總能量相當于太陽以現在的強度照耀900億年。如此高能量所要求的放射性元素質量,已經超過整個恒星所具有的總質量。
該科研團隊認為,ASASSN-15lh的輻射能量應需要有更為巨大的能量來源。這一能源由爆炸核心殘留下來的致密天體來提供。對超新星輻射特征的分析和計算揭示,這個致密天體必須具有每秒至少上千次的極快轉速,且這一高速旋轉狀態需要保持很長時間。根據戴子高早期的研究成果,他推論,這一爆炸殘留的致密天體是一顆剛剛誕生的夸克星,而不是中子星