超新星與中子星 - 探索極端物質狀態下的物理

吳孟儒(個人網頁)

宇宙中一大部份的大質量恆星在其演化過程的末期會經過重力塌縮的過程, 並以絢爛的超新星爆炸做為結束, 其爆炸瞬間亮度堪比整個銀河系的恆星亮度總合. 在此過程中, 星體內部會因重力塌縮壓縮及加熱, 進而達到超越原子核的密度以及數千億度的高溫, 同時釋放出巨量的微中子並形成中子星或黑洞. 類似的極高密度和溫度條件, 在雙中子星併合並放出重力波的爆炸事件中也會發生. 有趣的是, 科學家目前仍不了解在這種極端環境之下的物質狀態及粒子之間的交互作用, 也不完全了解爆炸內部發生的詳細過程. 然而, 由於近年來觀測方法與技術的進展, 我們有機會在未來透過對超新星爆炸或是雙中子星合併產生的電磁波, 微中子, 及重力波的聯合觀測, 探索極端物質狀態下的未知基礎物理特性, 並解開超新星爆炸機制及中子星內部物質狀態的迷團。