“超能大星探”的天文学家搜寻夸克星

天文学家早已发现了白矮星，太阳之类的晚年恒星在爆发后留下了白矮星遗骸。太阳质量的恒星经过了主序星阶段，它们在逐渐地冷却之后变成了白矮星。天文学家在上个世纪的六十年代发现了中子星，它也被称为脉冲星，中子星是由质量远大于太阳的恒星以超新星爆发的方式形成的，由于中子星的物质密度和引力作用十分巨大，原子内的质子和电子被压实、捣碎在一起，带正电的质子和带负电的电子结合成中子，一茶匙的中子星物质相当于1千万吨的重量。人们逐渐熟悉的黑洞是由更大质量的恒星以超新星爆发的方式形成的，黑洞的物质密度和引力强度比中子星更大，甚至克服了中子结构的支撑力，最终塌缩为密度无限大的奇点。

理论物理学家预测了白矮星、中子星和黑洞的存在，天文学家通过大量观察证实了它们的实在性。高密度的天体不再是理论虚构的产物，它们分布在辽阔的太空，仿佛一直在向人们“点头致意”。死亡恒星留下了多少类奇异的天体？晚年恒星通过大爆发的方式形成了以上奇异的天体之外，是否还能形成其它的奇异性天体？从物理模拟和数学计算的预测结果进行分析，科学家至少可以预测一个新类型的天体——夸克星，但什么是夸克星？它们会在什么地方出现？

回顾一下中子星的概念，根据现有天体物理学的理论分析，中子星拥有超强的引力强度，引力的压缩作用粉碎了原子内的质子和电子，或将质子和电子合并为中子态的粒子，顾名思义，中子星是由中子构成的天体，中子星结构十分稳定，如果一个中子星从外界捕获了更多的物质，那么中子星由于质量的增加而变得不稳定，当引力强度超过了自身承压的界限时，中子星再也不能将增加的物质聚集为稳定的结构，在更大引力的压缩下，中子星将转变为一个黑洞。

太阳质量之类的恒星有自身的特定结构，恒星的外层是对流层，中间层是辐射层，内层是核心层或核球层，恒星的核聚变反应都是在它的核心层发生的。中子星是否有类似恒星的层级？中子星的核心层和外层有怎样的不同？夸克星概念来自于恒星演变“中间产物”的假设，天体物理学家假想，在中子星和黑洞之间有一类“过渡性天体”，物理学家相信，夸克是比中子更小的粒子，天体物理学家自然而然地把过渡性的天体看成是“夸克星”。中子星的核心层聚集了大密度的物质，它不一定能将所有物质聚合为稳定性的结构，但在它的核心层聚集的物质没有多到“把持不住”的程度，如果中子星超出了自身的质量界限，那么它将会完全地塌缩为一个黑洞。

在超越中子星质量界限的情形中，中子星内的夸克被强大的引力压缩，上夸克和下夸克被压缩成“奇异夸克”，而物理学家将由奇异夸克组成的物质称之为“奇异物质”。中子星有很多奇异的特性，如果它们恰好合并为粲夸克，那么由粲夸克组成的物质就被称为“餐物质”。夸克星概念只是理论的假设，但科学家似乎发现了夸克星存在的某些证据，比如：天文学家发现了一类超新星，它们在爆发时释放的能量相当于普通超新星释放能量的大约100倍，它们是所谓的“超级超新星”，但存在其它有意思解释的可能。

也许有一种更重、更不稳定的中子星，它们有可能产生“二次爆发”，这类中子星通常从一个双星系的伴生星吸取了额外物质，当它们吸取的额外物质超过了特定的质量界限时，可能从普通的中子星转变成由奇异夸克构成的夸克星，但夸克星的实际存在非常之小。人们现在知道，一个普通中子星的直径为25公里，而一个夸克星的直径仅有16公里，它的直径几乎达到了黑洞直径的边缘，跨越了直径范围的夸克星将进入黑洞的“边城”。

夸克星的存在可能不会存续很长的时间，它们是中子星和黑洞之间“转型”或过渡的产物，夸克星处在不稳定的中间阶段，在它们演变的后方是中子星，在它们演变的前方是黑洞，它们将会“奋不顾身”地投身黑洞的“怀抱”。黑洞的事件视界形成之时就是恒星的生命周期结束之日，在恒星遗骸的家族中可能存在其它还未发现的成员，奇异物质可能构成了奇异天体，夸克星可能就在某个太空的角落转动，它们的存在性与虚无性给科学家带来了极大的想象和兴趣。从中子星到夸克星的过度阶段，物质密度被进一步压缩，在物质密度不断压缩的过程中出现了不同的质量界限。“科学新声音”唱得响亮，天文学家将会持续地观测、搜索可能存在的夸克星。

（编译：2016-7-27）