帶殼奇異星的熱演化.pdf

1、奇異星是由奇異夸克物質(zhì)組成的一類致密天體，它由于夸克星核表面存在強(qiáng)電場(chǎng)而可以帶有由正常核物質(zhì)組成的外殼。對(duì)奇異星熱演化的研究是了解它性質(zhì)的一個(gè)重要途徑。 首先，考慮到星體是否帶有外殼和外殼的性質(zhì)對(duì)熱演化具有多方面的影響，而對(duì)表面電場(chǎng)和外殼相關(guān)問題進(jìn)行了研究：(i)通過定性分析外殼的力學(xué)平衡，認(rèn)為支撐外殼的應(yīng)該是電子氣層的簡(jiǎn)并壓而非電場(chǎng)力，因而外殼底部沒有電場(chǎng)存在；(ii)研究了強(qiáng)磁場(chǎng)使電子行為量子化而對(duì)電子層產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)在該

2、效應(yīng)下電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)而電子層寬度減小，并由此認(rèn)為奇異磁星(B＞1016G)有較大的可能是裸星。此外，還考察了強(qiáng)磁場(chǎng)通過直接改變外殼熱結(jié)構(gòu)對(duì)星體熱演化產(chǎn)生的影響，它使得中微子冷卻階段溫度升高，光子冷卻階段提前出現(xiàn)且變快。但總的來說，對(duì)于一般強(qiáng)度的磁場(chǎng)(B＜1013G)，其在這兩方面的影響均可以忽略。 近年來，微觀物理研究表明奇異夸克物質(zhì)很可能處于色超導(dǎo)態(tài)，而使物質(zhì)性質(zhì)(如中微子產(chǎn)生率、熱容量和粘滯性等)發(fā)生改變。尤其是在CFL相奇異

3、星中，中微子輻射以及夸克熱容量幾乎被完全抑制，由此使熱演化發(fā)生了巨大改變。在此背景下，本文又基于綜合旋轉(zhuǎn)演化與熱演化的考慮，重點(diǎn)研究了兩類由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的加熱機(jī)制(外殼相變加熱和r模耗散加熱)對(duì)正常態(tài)和色超導(dǎo)態(tài)奇異星熱演化的貢獻(xiàn)。顯然，加熱效應(yīng)能夠使各類奇異星的冷卻變慢，甚至出現(xiàn)升溫過程(CFL相奇異星在外殼相變加熱作用下的早期升溫尤其顯著)。 特別是，加熱效應(yīng)幾乎完全改變了CFL相奇異星的熱演化，使其從早先被認(rèn)為的極快冷卻變?yōu)槁?/p>

4、卻，從而否定了早先認(rèn)為的CFL相奇異星與X射線觀測(cè)數(shù)據(jù)完全不相容的論斷。相反的，在一定的條件下即使在較年老(～106yr)的時(shí)候，它仍能保持相當(dāng)高的溫度。甚至由外殼相變加熱還可能給出了一個(gè)理論的致密星極限溫度曲線。此外，考慮熱演化與r模不穩(wěn)定性相互影響的研究也顯示CFL相奇異星可以在其r模不穩(wěn)定窗口底部停留很長(zhǎng)時(shí)間(t＞104-8yr)，而并非如早先估計(jì)的僅有兒個(gè)小時(shí)。這在一定程度上有利于引力波的觀測(cè)和對(duì)毫秒脈沖星在v-T圖上成團(tuán)性的理