巨型中子星核心的夸克之謎：新證據揭示宇宙奧秘
在一項震驚天文學界的研究中，赫爾辛基大學的一支國際團隊發現，巨大的中子星可能擁有由夸克物質組成的核心。這項研究不僅打開了理解宇宙極端條件下物質行為的新大門，還挑戰了我們對星際物理的現有認識。
中子星被認為是目前宇宙中密度最高的物體，其核心所受到的巨大壓力可能將質子和中子壓縮成全新的物質階段，即冷夸克物質。在這種奇異狀態下，單獨的質子和中子不再存在，它們的組成部分——夸克和膠子——反而被解放，幾乎能自由移動。
赫爾辛基大學理論粒子物理學教授阿萊克西·武奧里寧解釋說：「在這種狀態下，夸克和膠子不再受到色彩禁錮，可以幾乎自由地移動。」
該團隊在《自然通訊》上發表的一篇新文章中，首次對巨大中子星內夸克物質核心的可能性進行了定量估計。他們展示了基於目前的天文觀測，最重的中子星幾乎不可避免地存在夸克物質：團隊提取的定量估計將可能性定在80%至90%的範圍內。
利用貝葉斯推理 即使微小夸克也使星體坍成黑洞
不過，如果所有中子星都僅由「核物質」組成，則需要核物質到夸克物質之間的強一階相變，類似於液態水變成冰的過程。這種物質性質的迅速變化可能會使中子星不穩定，導致即使形成微小的夸克物質核心也會使星體坍塌成黑洞。
這項跨越芬蘭、挪威、德國和美國的國際合作，更進一步展示了如何在未來或者最終確認或排除夸克物質核心的存在。關鍵在於能夠限制核物質和夸克物質之間相變的強度，一旦有一天能夠記錄到二元中子星合並的最後階段的引力波信號，這一點就有可能實現。
這項研究的重要組成部分是利用貝葉斯推理（一種通過直接與觀測數據比較，來推斷不同模型參數可能性的統計推導分支）進行的大量超級計算機計算。
赫爾辛基大學副教授約翰內斯·納蒂拉博士描述這項工作為一項需要天文學、粒子和核物理學以及計算機科學專業知識的跨學科努力。
「能夠具體看到每一次新的中子星觀測將如何使我們，能夠更精確地推斷中子星物質的性質，這實在令人著迷。」
這項研究不僅為我們對宇宙最神秘角落的理解開辟了新途徑，還可能為物理學提供前所未有的洞見。隨著科學家們繼續揭開宇宙的奧秘，誰知道我們接下來會發現什麼驚人的真相呢？
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首圖來源：Jyrki Hokkanen cc By4.0
圖片來源：Jyrki Hokkanen cc By4.0
參考論文：
1.Strongly interacting matter exhibits deconfined behavior in massive neutron starsNature Communications
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