研究成果

【強子-夸克相變引發之超新星爆炸】基礎微觀亞原子尺度的物理,和天文上觀測到的超新星爆炸及中子星的質量有何關聯呢?

刊登日期:2018-11-12


© FISCHER, T. ET AL.: QUARK DECONFINEMENT AS A SUPERNOVA EXPLOSION ENGINE FOR MASSIVE BLUE SUPERGIANT STARS. IN: NATURE ASTRONOMY, 10.1038/S41550-018-0583-0, 2018, FIG. 1.


近期本所助研究員吳孟儒博士參與之一項與波蘭、德國、俄羅斯多位研究人員共同進行的理論研究指出,在極高(超越原子核內部)物質密度狀態下,可能發生的強子態轉換至夸克態的一階相變,可以解釋至少兩項天文上觀測到,尚未解決的兩個謎團: (1) 極大質量恆星如何產生超新星爆炸? (2) 極重的中子星如何被產生?


一般的重力塌縮型超新星爆炸理論是利用微中子傳遞能量來引發爆炸。但是在原生質量高達五十倍太陽質量的恆星死亡時,微中子傳遞的能量不足以強大到可以克服恆星的巨大重力位能。這項研究發現,這類恆星死亡時產生的原型中子星內部的密度可以達到原子核內部密度的數倍以上。在這情況之下,從強子態轉換至夸克態的一階相變可以引發原型中子星的第二次重力塌縮,產生強大的震波,進而成功爆破此類大質量恆星,解釋自然界中觀測到的極大質量恆星超新星現象。此外,這類型爆炸所留下的殘骸 – 有著夸克內核的兩倍太陽質量的“中子星” – 可以自然的提供目前發現的兩倍太陽質量的中子星的形成機制。


研究中也指出,這類新型的超新星爆炸所產生的亮度,可能介於一般超新星至”極超新星”的亮度之間,提供了另外一種解釋”極超新星”的理論可能。研究也預測,若是這類超新星爆炸發生在銀河系內,現有以及未來的微中子探測器將有辦法看到相變所產生的”毫秒微中子”脈衝,並以此確認此理論的確定性。


此研究之第一作者為在University of Wroclaw的Tobias Fisher博士,發表於”自然天文學”(Nature Astronomy)期刊
詳全文請參見:https://rdcu.be/9PiS


相關科學新聞報導:

https://physicsworld.com/a/quark-deconfinement-drives-supernovae-in-blue-supergiant-stars-say-astrophysicists/ (英文)
https://www.space.com/42295-blue-supergiant-stars-supernova-quarks.html (英文)
https://www.spektrum.de/news/quarkmaterie-laesst-supernova-explodieren/1604020 (德文)
https://ria.ru/science/20181022/1531215771.html (俄文)

Back To Top