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,像洗衣机脱水时衣物甩动带动内桶摇晃。
“内核的‘布丁’在‘晃’,外层的‘蛋壳’(地壳)自然跟着抖,”
马克用厨房比喻,“热斑的‘呼吸’和自转的‘抖动’,都是同一个‘晃动源’的表现。”
更惊人的发现藏在“抖动相位”
里。
团队发现,当热斑长轴旋转到某一角度时,自转抖动幅度最大;转到垂直角度时,抖动最小。
“这像齿轮啮合,”
莉娜解释,“内核对流的‘漩涡’与自转方向‘咬合’时,阻力最大,导致抖动增强——我们甚至能通过抖动反推内核‘漩涡’的旋转方向!”
三、“宇宙布丁”
的成分:从“硬核”
到“软心”
psrj0030+0451的“动态变形”
和“自转抖动”
,最终指向一个核心问题:中子星内核的“布丁”
到底是什么成分?传统的“核意大利面”
模型认为,内核由超子(带奇异夸克的粒子)和夸克胶子等离子体组成,质地坚硬如钢;但艾米丽的团队发现,j0030的数据更支持“软心”
假说。
2023年夏,团队用钱德拉x射线望远镜(chandra)对j0030进行“深度曝光”
,捕捉到热斑边缘的“模糊晕”
。
“如果内核是硬的,热斑边缘应该锐利如刀割,”
艾米丽指着图像,“但这里的‘晕’说明热物质在向外扩散——内核像发糕一样有弹性,能轻微‘流动’。”
为了验证“软心”
假说,团队对比了另一颗着名脉冲星psrj0740+6620的数据。
后者质量达214倍太阳质量(已知最重中子星),半径仅11公里(比j0030小2公里),热斑形状接近圆形。
“j0740是‘硬核’代表,j0030是‘软心’代表,”
卡尔文教授在《自然·物理学》的综述中写道,“两颗星的距离、年龄相近,成分却不同——这说明中子星内核的‘配方’可能多种多样,像不同品牌的巧克力布丁,有的硬脆,有的绵软。”
这个发现颠覆了“单一状态方程”
理论。
过去,物理学家假设所有中子星内核遵循同一套“压强-密度”
规则;如今,j0030和j0740的对比证明:核物质的性质可能随质量、磁场强度变化,就像水和冰都是h?o,却因温度不同而呈现固态、液态。
“宇宙比我们想象的更‘挑食’,”
莉娜开玩笑,“中子星内核的‘布丁’,得按‘质量’定制配方。”
四、“守星人”
的新工具:从空间站到地面的联动研究psrj0030+0451的五年里,艾米丽的团队从“单打独斗”
变成了“全球联动”
。
2023年,他们启动了“脉冲星全景计划”
,联合国际空间站(nicer)、地面射电望远镜(gbt绿岸望远镜)、x射线卫星(x-newton),对j0030进行“多波段会诊”
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