中子星的“死亡舞蹈”却让科学家兴奋不已？

英国巴斯大学的太空科学家发现了一种探测中子星内部结构的新方法，从而为核物理学家提供了一种新颖的工具来研究原子级的物质结构。

中子星是处于演化后期的恒星，又称死去的恒星，其中含有宇宙中最极端的物质。它们被重力压缩到小城市的大小，这意味着它们是除了黑洞以外密度最大的星体（作为比较，如果地球被压缩到中子星的密度，那么它的直径将只有几百米，所有人类都会小到可以站到一根茶匙上）。这使得中子星成为核物理学家的独特自然实验室。

日前发布在《皇家天文学会月报》上的一项研究中，巴斯天体物理学家发现，两个中子星在移动速度越来越快至几乎要剧烈碰撞在一起的过程为中子星物质的成分提供了线索。根据这些信息，核物理学家将有可能计算出决定所有物质结构的力。

巴斯团队是通过共振现象发现它的。共振的一个典型例子是当歌剧歌手通过以与玻璃的振动模式相匹配的频率大声唱歌时会导致玻璃破碎。

当一对相向旋转靠近的中子星达到共振状态时，它们的固态外壳（据信比钢铁强一百亿倍）会破碎，继而释放出可以被卫星捕捉到的明亮的伽马射线爆发（称为共振碎光）。呈螺旋状的恒星还释放出引力波，这些引力波可以被地球上的仪器检测到。巴斯研究人员发现，通过测量耀斑和引力波信号，他们可以计算出中子星的“对称能量”。

对称能是核物质的特性之一。它控制组成原子核的亚原子粒子（质子和中子）的比例，以及在经受中子星中发现的极端密度时该比例如何变化。因此，对对称能的读数将有力地反映出中子星的组成，进而扩展为所有质子和中子耦合的过程以及决定所有物质结构的力。

研究人员强调，通过结合使用伽马射线和引力波研究中子星的共振而获得的测量结果将是对核物理学家实验室实验的补充，而不是替代。

巴斯天体物理学家David Tsang博士说：“通过研究中子星，以及这些大质量物体的灾难性最终运动，我们就能了解组成极致密物质的微小核子的某些情况。” “规模上的巨大差异令人着迷。”

参考资料：

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210401123914.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1093/mnras/stab764