恒星演化过程的新发现——新的发现将能解决太阳中微子失踪之谜

太阳在幼年时期可能经历了一个短暂的激烈旋转阶段——它以比现在快100倍的速度绕其轴心急速旋转。在巴尔的摩美国天文学会最近召开的会议上宣布的这一先前未知的恒星演化阶段的新发现,将有助于解决天文学中最大的奥秘之一:为什么太阳没有象现行理论所预计那样放射出大量中微子? 恒星是由一团不断收缩的气体和尘埃演化而来的,它的旋转起始于引力收缩作用和天文学家称为“角动量守恒”的原理,正如滑冰者将双手并拢后旋转得更快一样,恒星的旋转速度也随着其直径的收缩而越来越快,只是后来恒星燃起了热核反应的烈火时,其旋转速度才逐渐减缓。     

来自超新星SN1987α的中微子质量信息

一、来自超新星的中微子 1987年2月24日凌晨,天文学家在南半球智利的拉斯坎帕那斯(Las Campanas)天文观测站首次发现在距离地球约16万光年的大麦哲伦星云附近有一颗比太阳亮几百万倍的星。这是近代所看到的最亮的一颗超新星,被命名为SN1987a。按超新星爆发模型,质量大于太阳的恒星当其上的热核反应能量已被耗尽(核聚变停止),没有力量与引力抗衡时,发生引力塌缩,强大的引力将星体上的物质压缩变成中子,同时放出中微子,释放出的巨大能量将星体外层的物质加热成火球,向外抛出且发     

中微子静质量与宇宙早期的成团过程

中微子静质量可能不为零这一实验结果,有个直接的重要的天体物理推论,即有可能存在由中微子构成的自引力体系.这些稳定平衡的中微子自引力体系的质量大体是在星系团的尺度.另一方面,按照标准的大爆炸宇宙学,如果中微子具有静质量,例如m_ν～14—46eV,     

编织宇宙的三角形

<正>概率学能与物理学擦出怎样的火花?数字又如何幻化出生命的光辉?想要搞清楚这些问题,你首先得具备基础的概率学和物理学知识。在浩瀚的宇宙中,有一颗行将就木的恒星。在发出黯淡红光的虚胖外壳之下,它犹如洋葱般被层层包裹,而最深处核心中的燃料早已消耗殆尽,再也释放不出任何能量。当外壳失去支撑后,会被恒星引力拉向核心,坍缩开始了。最壮丽的景象也许,这样的情节在寰宇中随时随地都在发生着。不过,今天我们要说的故事却比较特别。坍缩开始后,由铁组成的高密度内核不堪重负,电子被压进了原子核中。在弱相互作用力的影响下,电子与质子结合变成中子,随即释放出中微子。内核也因此被压缩成一颗由中子构成的中子星,而多余的能量则被转     

“婴儿”恒星是如何诞生的

宇宙中一团巨大的气体云在自身引力的作用下发生了坍缩,这时候年轻的恒星就会在此诞生,随即行星的形成过程也开始演化了。但并不是所有气体云的形成过程都如此按部就班,天文学家已经发现了一种新的"制造"机制,揭示了为什么有些"婴儿"恒星周围可能无法演化出行     

未知的太阳系——太阳系六大未解之谜

46亿年前，银河系中某个不起眼的地方正在孕育着什么？星系中弥漫的氢和氦以及固体尘埃开始凝聚并在形成分子，由于无法承载自身的质量．这一新形成的分子云便开始了坍缩，在不断加热和混合的过程中，一颗恒星诞生了——它就是我们的太阳。目前我们还不确切知道到底是什么触发了这一过程，也许这一切都源自于近邻恒星爆炸死亡时所产生的激波……然而据我们所知，太阳是唯一的。从诞生太阳的薄盘中形成了8颗行星，一开始这些行星之间没有什么显著的“差异”，最终在太阳旁的第3颗行星上出现了生命：而这些生命也开始探索他们所在的太阳系，但时至今日依然有6个太阳系的未解之谜有待解答。     

探究中微子的第一人:雷蒙德·戴维斯

1914年10月出生在美国的诺贝尔奖获得者雷蒙德·戴维斯(Raymond Davis),2006年5月31日因早老性痴呆症与世长辞,享年91岁。戴维斯是探究恒星“心脏”的第一人,他是通过俘获在核聚变反应过程中放射出的中微子进行这一工作的,而核聚变则是太阳及其向太空发射光流的动力。据天体物理学家称,太阳每秒钟释放的中微子数量为2后面跟38个0,这意味着当你在读这篇文章的时候,数十亿的中微子以几近光的速度穿过了你的眼球。1960年代,戴维斯进行了一项试验,他在达科他一英里深的地底下试图俘获太阳中微子,旨在了解恒星究竟是如何工作的。当时,许多人认为…     

偷东西的白矮星

在下面这幅艺术想象图中，一颗大质量、小个头的白矮星（图中左下部）正在盗取来自明亮恒星HD49798（图右上部）的物质。从1997年开始，科学家一直在搜寻这颗恒星附近神秘X射线的来源。2009年9月，欧洲空间局的“XMM-牛顿号”人造卫星终于揭示，这些X射线原来是来自正在迅速旋转的一颗白矮星——死亡恒星的残骸。     

永无宁日的星群

狂暴是球状星团的特征 ,在那里恒星被撕碎、双星在“蒸发” ,整个星团岌岌可危处于坍缩的边缘———     

太阳为何会发光

许多年前,科学家推断,太阳和其他恒星的原始能源是氢核的聚变。进行了不少试验,旨在证实这一基本假设。然而,却发现这一假设有严重的失误。从理论上讲,这样的聚变,会产生一股幽灵般的亚原子粒子——中微子流——轰击地球,但却始终没有能观测     

中微子具有质量的新证据

大爆炸留下的和恒星内核聚变反应生成的中微子是宇宙间最多却也是非常难发现的一种工原子微粒。这种微粒通常被认为是没有质量，也很少与别的粒子起反应。去年，研究人员用洛斯阿拉莫斯国立实验室液态闪烁体中微子探测器记录下的实验资料表明．中微子实际上是有质量的，尽管质量非常之小。目前．研究人员已经获得了增强这一认识的新证据。由于中微子构成了宇宙间粒子的绝大部分．因此，这一发现对于搞清宇宙的成分及其演化具有特别重要的意义。根据粒子物理学的标准模型，中微子有三种：电子中微子，μ子中微子和τ子中微子。每一种中微子还…     

“失踪的”太阳中微子之谜

50年前,H. Bethe首次提出了核反应提供太阳和其他星球辐射的能量的理论。但至今有关“失踪的”太阳中微子仍然是一个谜。新近,Bethe发展了由两位苏联物理学家提出的一种新概念:当中微子通过太阳体时由一种类型转变为另一种类型,从而为解这个谜开辟了新的途径。Bethe提出,氢核聚变成氦是太阳和其他较冷星球中产生能量的基本反应。此理论正好符合于观测结果,但有一个问题除外:即在此种核反应中应放出中微子,而地球应沐浴在这种太阳中微子流之中。R. Davis在南达科他州Homestake金矿中探测     

寻找星族Ⅲ

不久 ,天文学家也许就能发现宇宙中第一代恒星的踪影了———它们可能都是些庞然大物。大部分创世纪的故事都从第一缕光开始。在天文学家眼中 ,当耀眼的大爆炸退去之后 ,宇宙随即就陷入了漫长的黑暗至少 1亿年。引力将气体拉拢到一起 ,但是仍旧没有一丝光芒。之后 ,在某个地方 ,第一颗恒星的核反应被点燃了 ,终于向宇宙投射出了第一缕光芒。这是被剑桥大学天文学家马丁·瑞斯(ＭａｒｔｉｎＲｅｅｓ)称为宇宙的“黑暗时代”的终结 ,同时它也开启了恒星从诞生到死亡的轮回之门。多年来 ,天文学家想了许多办法来探测第一代恒星曾经生活、爆发的…     

无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性

无碰撞粒子系统引力不稳定性研究的重要性源于:(1)在各种尺度的恒星系统(星系、星系团等等)中,平均碰撞时间与该系统的动力学时间相比较是很大的.故这些系统都是无碰撞系统;(2)占宇宙绝大部分质量的暗物质,极可能是宇宙早期遗留下来的大量静质量不为零的粒子(如中微子等),由于这些粒子间的相互作用很弱,都应视作无碰撞引力系统.在标准宇宙模型中,像宇宙中微子那样的暗物质粒子在宇宙早期已从热平衡中退耦,且保持着退耦前的Fermi分布形式.Weinberg首先指出了存在完全中微子简并的情况.讨论星系及宇宙大尺度结构的形成与演化,有必要研究无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性.在应用动力学方法研究无碰撞等离子体的稳定性问题中,已建立起很多成熟的方法.虽然无碰撞引力系统与无碰撞等离子体有一定的相似性,但是它们间还是存在着一些很基本的差别:等离子体在大尺度上是中性的,可形成稳态的均匀平衡结构;而引力系统不会形成稳态的均匀平衡位形.自引力系统的这种本质上的不均匀性,使得研究这种系统的稳定性问题大为复杂化.Sweet曾指出,当扰动的波长可与系统的尺度相比拟时,这种宏观不稳定性问题的研究就变得极其困难.不过,假定自引力系统与静电的等离子体一样,可以形成一个无限大的均匀介质,这会在数学处理上     

自然信息

根据天体物理理论,小于0.085倍太阳质量的恒星在收缩过程中,由引力能量转化成的热量不足以引发其核心的氢的聚变反应。当它们收缩到极限状态后,就不再产生热量而逐冷却下去。天文学家把这种理论上预测的恒星称为“黑矮星”,这是一种非常暗的星。如果存在大     

小鬼计划--捕捉中微子

中微子是形成我们世界的基本粒子之一,在宇宙中,中微子数量庞大且无所不在,即使现在,也就是你阅读这篇文章的时候,在你的一个手指头上,大约每秒钟就有10~(20)个中微子正穿过,只是你感觉不到而已,因为大多数中微子什么也不干,仅仅是通过你的身体,科学家因此也就把它们称为“小鬼”。中微子连地球都能穿透,如何捕捉这些“小鬼”呢?这是有史以来科学家所面对的最大挑战之一。     

无可抗拒的自然法则——存由节俭亡由奢

只要我们对自然界万物留意一下就不难发现,在自然界的变化发展中,存在着一条奇妙而重要的法则,这就是节约能量和原材料的法则。太阳在宇宙中要受到众多星体的引力作用,为了防止自身的坍缩,它必须用热辐射来平衡各方面的引力。为此,太阳每秒钟要消耗400万吨物质,向宇宙空间辐射约360亿亿亿焦耳的热     

Gamow宇宙学中的大质量中微子晕的形成

在文献[1]中我们已经指出,有静质量中微子的存在意味着有可能存在一种质量非常大的中微子自引力体系,它依靠中微子的费米压力而达到平衡。在这一处理中,我们假计中微子处于简并态,对一些特定的平衡组态计算了它的费米温度。这些自引力体系的参数,包括它的质量M以及半径R等,都是中微子静质量m_v的函数。如果m_v～10eV,则R大体相当于我们的星系的半径,而其质量M则可高达M_(crit),其值约为我们的星系中的所有可见质量M_(vis)的11~4倍。这种平衡组态的质量及半径都随m_v~(-2)而变化。     

太阳中微子亏损与催化核聚变

由实际测量太阳中微子亏损，引出太阳可能就没产生这么多中微子，并通过催化核聚变提出反质子催化核聚变的设想。由此对太阳的能源机制引出了新想法，这对天体物理学（恒星演化及宇宙演化等）是个标新立异的想法     

“哈勃”的最后靓图

2009年5月11日,美国宇航局公布了哈勃太空望远镜拍摄的最后一张“靓图”。这张由“哈勃”的宽视场行星照相机2号（美国宇航局称之为“超级相机”）在5月4日拍摄的照片,显示的是行星际星云“科胡特克4—55”中的一部分,具体而言是一颗红巨星的外层物质,它们是在恒星死亡悸动中喷射到星际空间的。