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    模拟恒星爆炸的更好方法

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      普朗克

      【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】中子星是已知物质的最密集形式:一颗大小为洛杉矶的中子星,其重量是我们太阳的两倍。天体物理学家并不完全理解物质在这些破碎密度下的表现,更不用说当两颗中子星相互撞击或巨大的恒星爆炸产生中子星时发生了什么。科学家用来模拟这些强大现象的一个工具是“状态方程”。简而言之,状态方程描述物质在不同密度和温度下的表现。这些极端事件中发生的温度和密度变化很大,奇怪的行为也会出现;例如质子和中子可以把自己排列成复杂的形状,即所谓的核“意大利面”。

      模拟恒星爆炸的更好方法

      两个中子星碰撞的概念图,图片版权:NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

      但是到目前为止,只有大约20个状态方程可以用来模拟天体物理现象。加州理工学院的博士后学者Andre da Silva Schneider决定用计算机代码解决这个问题。在过去的三年里,他一直在开发一种开源软件,让天体物理学家能够生成他们自己的状态方程。在《物理评论》杂志上的一篇新论文中,他和他的同事们描述了这段代码,并演示了它如何通过模拟恒星质量15和40倍太阳质量来实现。这项研究立即应用于研究中子星的研究人员,包括那些分析来自美国国家科学基金会激光干涉引力波天文台(LIGO)的数据,这一研究首次发现了空间和时间上的涟漪,即在2017年的中子星碰撞中产生的引力波。

      世界各地的一组望远镜也见证了这一事件,它们捕捉到了来自同一事件的光波。国家的方程式帮助天体物理学家研究中子星合并的结果——它们表明中子星是‘软’还是‘硬’,而这反过来又决定了一个更大的中子星或一个黑洞从碰撞中形成。对LIGO和其他基于光学的望远镜观察得越多,就越能改进状态方程,更新我们的软件,这样天体物理学家就可以为未来的研究生成新的更现实的方程式。更详细的信息可以在物理评论C的研究中找到,标题为“基于液滴模型的国家框架的开源核方程与Skyrme交互。

      • 知识:科学无国界,博科园-科学科普

      • 参考:Nature Astronomy

      • 内容:经“博科园”判定符合今主流科学

      • 来自:加州理工学院

      • 编译:中子星

      • 审校:博科园

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