发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家找到了解中子星内部的新方法，可成为核物理学家研究原子核内部结构的新工具。

　　中子星是恒星燃烧完核心的氢后（压力变小），因重力大过压力使其被压缩至城市大小。假如将地球质量的物体压缩到中子星密度，其大小将仅有数百公尺，中子星是致密星体之一。核物理学家对中子或质子间作用力的了解来自原子核，而大自然提供中子星，这个相对原子核有较高密度和中子含量的极端环境，可帮助科学家更了解其性质。

　　在一篇发表在MNRAS的研究，Bath大学的天文学家发现，在两中子星绕转轨道逐渐缩小、速度变大到激烈碰撞合并的过程中，其所产生的共振现象将提供中子星内部组成的线索。共振，是指当外加的作用力和物体自然频率相同时，所引起的大震动。如声乐家透过和玻璃杯振动频相同的宏亮歌声，把玻璃杯震碎。

　　当两个即将合并的中子星达到共振状态，中子星的坚硬外层（比钢坚硬100亿倍）将碎裂，并产生可被太空望远镜观测到的，明亮伽马射线爆发（又称Resonant Shattering Flare）。互相绕转的中子星也会产生引力波，同时测量引力波和伽玛射线爆可计算中子星的对称能量（symmetry energy）。

　　对称能量是核物质的特性之一，它蕴含了在不同比例的质子和中子组成间转化所需的能量。因此对称能量控制了原子核中次原子（质子、中子）的比例，并决定极高密度的中子星内部次原子的比例如何变化。对称能量的数值将显示中子星的组成，乃至于质子和中子间的交互作用力的性质。

　　核物理学家从原子甚至更小粒子的尺度，而天文学家则由超过数百万光年远的物体和事件，科学家从两个完全不同的尺度研究同样的现象。虽然束缚夸克形成中子和质子的作用力是已知的，但对其在中子星内（大量中子聚集）的作用，科学家尚未完全了解。实验核物理的资料虽可帮助了解，但因原子核内质子与中子的数量相似且不同原子核的密度差异不大，这与中子星内部，主要由中子组成且密度分布较广（最高可到原子核密度的10倍）的环境非常不同。在本篇研究中，作者提出一个可以从数亿光年远的地方，来了解中子星内性质（对称能量）的方法，这将为了解原子核内部结构提供新的视角。（编译/台北天文馆陈姝蓉）

资料来源：phys.org