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クオークで構成された恒星? 41

ストーリー by yourCat
宇宙はSFより奇なり 部門より

Gul Dukat曰く、"毎日新聞の記事CNNの記事によりますと、NASAは、星がクオークそのものから構成されていると思われる恒星を発見したとのこと。大きさや表面温度から推測されうる構成物質が現在の理論では説明がつかないようで、クオークらしいとなったようだ。

宇宙は謎に満ちてて面白い。"

アトムではなくクオークで構成される?門外漢にはそれが何を意味するのかも分からないが、極限状態の発見ならば今後ここからいろいろ分かりそうだ。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by locate (5848) on 2002年04月12日 10時48分 (#81271) 日記
    「これまでの理論で説明がつかない」と書くと、
    誤解されやすいので、次のような表現が良いと思います。

    「中性子星だと思って、中性子からなる物質の状態方程式を、
     使った場合には、この低めの表面温度が説明できない。
     クオークの状態方程式は分からないが、
     星の中心部にある中性子をバラバラにするために、
     エネルギーを吸われてしまったため、表面温度が低いのだろう。」

    いずれにせよ、物質の状態は圧力や温度によりますから、
    この星の中心部は自由なクオークから成ってたとしても、
    見えてる表面は高々70eV程度温度(=70万度)の普通の低温プラズマです。

    • > 「これまでの理論で説明がつかない」

      理論的にはクォーク星と言うのはしばらく前から考えられていたようです。
      # そらそうじゃないと「クォーク星じゃないか?」と言う推論できないわな

      私も今回が初耳なのであまり突っ込んだことはかけませんが、中性子星にしては小さすぎる(直径11km程度)と言うのが理由なのかな。
      内部状態としてクォークがクォークとして存在しているかどうかはよく読めませんでした。色の閉じ込めはどこに...

      参考資料:
      http://www.edpsciences.com/articles/aa/full/2002/01/aadj181/aadj181.html [edpsciences.com]
      http://www.nature.com/nsu/020408/020408-8.html [nature.com]

      # 締めの言葉の "We can use the Universe as a heavenly laboratory." って言うのはかっこいいなぁ。
      # 確かに今の地球上の実験設備じゃクォークをそのまま観測するなんて無理なわけだし…。
      親コメント
      • Archive of Astronomy Questions and Answers / What is Quark Star? [raytheon.com] によると

        「中性子は 3 つのクォークから生成されている。10^14 g/ccの上の密度では、(縮退した中性子の状態よりも)更に高エネルギー状態となるために、中性子が自らを構成する(フェルミオンである)クォークの保持を放棄することで、溶けたフェルミオンの集合となり、更なる縮退圧を生成することが可能になる」

        と言った感じのようです(てけとう翻訳)。
        中性子星の中心付近でもこういった現象が予測されるようです。

        フェルミオンのプールかぁ。なんか想像しにくい状態というかなんというか。こういうのの状態方程式とか書ける人がいるんだろうなぁ。
        親コメント
  • まだ微妙 (スコア:3, 参考になる)

    by albireo (7374) on 2002年04月12日 10時16分 (#81261) 日記
    毎日の記事には間違いがあるようです。
    RXJ1856は「表面温度が70万度もあるのに」
    3C58は「表面温度が予測値よりかなり低かった」
    となっていて、疑問に思って他のソースを探してみました。
    朝日新聞の記事 [asahi.com]では「約70万度と中性子星にしては低すぎる」ということなので『低すぎる』が正解のようです。

    さらに朝日では
    中性子星の直径は約20キロ以上とされている。地球との距離の推定値次第で、直径のデータが変動する。京都大学の中村卓史教授(天体核物理学)は「地球との距離の推定が正しければ、これまでとは違う新しいタイプのおもしろい天体である可能性が高い。

    確かにこのサイズでは直径を推定することは困難なので、さらに測定をした結果「普通の中性子星」だったという可能性もあります。
    --
    うじゃうじゃ
    • 朝日の記事が間違っている可能性もあるのでは?

      RXJ1856の表面温度が低いのか高いのかは別にして、CNN.co.jpの記事 [cnn.co.jp]によると、「チャンドラで観測した結果、RXJ1856が異常に小さく、3C58が異常に冷たくなったこと」が問題となったそうで、観測ミスという可能性はありますね。
      直径もそうですが、表面温度の方もガスなど色々なものの影響を受けるでしょうから、ちゃんと測定するのは難しそうです。
      --

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      親コメント
      • by albireo (7374) on 2002年04月12日 12時25分 (#81309) 日記
        >朝日の記事が間違っている可能性もあるのでは?
        朝日の記者も私と同じ思い込みをしていたようですね…

        産経にも記事 [sankei.co.jp]が出てました。
        確かに「表面温度」よりも「X線放射量」の方が正確かもしれない。

        #アメリカ人は天文学にまでマイル表記を持ち込むのか。
        --
        うじゃうじゃ
        親コメント
  • by yendot (7022) on 2002年04月12日 10時52分 (#81273)
    このネタわかる人ってどのくらいいるかな?
  • by SteppingWind (2654) on 2002年04月12日 11時01分 (#81276)

    # 前の方のコメントに有った内部構造は無視しちゃっています

    中性子星は星全体が一つの原子核. クォーク星は星全体が一つの原子(素粒子と言う方が適切かな? ハドロンと言うのともちょっと違うような気がするし)という理解で良いのでしょうか?

  • 少なくとも、RX J1856.5-3754は10年ぐらい前には発見されていたと思います。
    パルサーや連星でない珍しい中性子星だったはず。

    今回は、クオーク星である可能性が指摘されたではないのでしょうか?
    --

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  • by take0m (4948) on 2002年04月12日 11時17分 (#81280) 日記
    クォークだけの星ってことは、中性子が重力によって崩壊するってことですよね?
    中性子は強い力で結合しているわけで、重力が強い力を超えた時点で、中性子が崩壊して、クォークのスープになって、クォークの粒が重力を支えると・・・
    ってことは、重力と釣り合っているのは何の力?
    • Re:えーと (スコア:2, 参考になる)

      by locate (5848) on 2002年04月12日 12時31分 (#81315) 日記
      普通の星では、重力とつり合ってるのはクーロン力です。

      中性子星の場合は、星を支えているのは縮退圧と呼ばれるものです。
      一つの席には一人しか座れないのと同じで、
      中性子も一つの場所には、一つしか入れません。
      そのため中性子がたくさんあるとどうしても
      広い場所が必要になってしまいます。
      だから、重力で潰そうとしても中性子性は潰れないわけです。

      クオーク星の場合も同じで、クオークの縮退圧が星を支えています。

      「強い力」うんぬんというのは間違いです。
      強い力はクーロン力と違って、クオーク同士が近付くと弱くなりますから。

      親コメント
      • by take0m (4948) on 2002年04月12日 12時52分 (#81330) 日記
        フェルミオンでパウリの排他律か・・・

        あれ?うーんと、中性子が広がらないのは強い力で、縮まらないのは縮退圧?近づくと弱くなるんなら、なんで押したら縮まらないんだ?なんでクオークとグルーオンに分解しないんだ?どうして重力と拮抗できるんだ?どうして中性子というシェルを維持できるんだっけ?
        親コメント
        • Re:ああそうか (スコア:3, 参考になる)

          by locate (5848) on 2002年04月12日 14時22分 (#81359) 日記
          中性子と中性子星の話がごっちゃになってるので分けます。
          中性子が広がらないのは強い力、中性子星が広がらないのは重力、
          中性子星が縮まないのは縮退圧。

          中性子は殻(シェル)を持っているわけでは無くて、
          単に、3個の大きさを持たない点状の粒子(クオーク)が飛び交っている
          中身がスカスカの粒子群です。

          それから、なぜ中性子星が重力に反して潰れないかは、
          縮退圧とは何かと言うことだと思います。
          星が重力によって潰れる(小さくなる)というのは、
          星を構成している物質(今は中性子)が中心にむかって落ちることです。
          重力ポテンシャルの低い所に落ちるわけですから、中性子は何らかの理由で
          運動エネルギーを失って、運動エネルギーの低い状態に移ります。
          普通の星の場合は、光やニュートリノを放出して運動エネルギーを失います。
          ところが、今の場合、中性子が運動エネルギーを失って、エネルギーの低い
          状態に落ちたいと思っても、超高密度の中性子星の場合、
          そのエネルギー状態は他の中性子によって既に占領されています。
          排他律が働くために、落ちたくても落ちることができないわけです。

          だから潰れたくても潰れることが出来ないんです。

          親コメント
          • by take0m (4948) on 2002年04月12日 14時50分 (#81375) 日記
            運動エネルギーっていうか、いわゆるAu-Auの衝突でQGP状態になるわけで、この場合は衝突のエネルギーによって温度が上がって、クオークの運動エネルギーが強い力を超えて束縛から離れる訳ですよね?

            中性子星がクオーク星に相転移する際には、何が何を超えることがきっかけなのかなぁ?中性子のままだとどんなにがんばっても排他律は超えられないよね?つーことは、クオーク1個1個に働く重力が強い力の束縛を超えて中性子が崩れるってこと?
            親コメント
            • Re:えーと (スコア:2, 参考になる)

              by locate (5848) on 2002年04月12日 17時03分 (#81436) 日記
              クオーク1個を中性子から取り出した、と言うイメージは間違いです。

              普通、クオークは3つで中性(白色)になり、閉じ込められています。
              これは白色になりさえすれば3個で無くても良いです。
              つまり、6個とか9個とか12個とか・・・・
              これをずっと増やして行くと、大きなクオーク星になりますよね。

              密度が高くなると、中性子同士が接近します。
              隣の中性子内のクオークとの相互作用が、
              自らのもつクオークとの相互作用と同じぐらいの強さになるということです。

              たとえは良くないですが、科学結合した原子同士は、お互いの電子をシェアしますが、
              そんな感じです。

              親コメント
            • by yht (8086) on 2002年04月13日 2時48分 (#81616) 日記
              >クオークの運動エネルギーが強い力をこえて束縛から離れる

              原子核が衝突で「壊れて」QGPになるのではないと思います。

              Au-Au衝突についていいかげんに補足しておくと、

              超相対論的な原子核衝突では、原子核はぶつかっても そこで止まって原子核の持っていた運動エネルギーが 全て「熱」エネルギーに変わっているという解釈 (古くは1950年代にLandauが提出した描像) は実験とつじつまが合わないので、
              少なくとも十年位前からは、原子核同士はすりぬけて走り去り、 すり抜ける時の(詳細はよく分からない)過程で作られた 主にgluonが中心部に残り、ここからQGPなどが出来る かもしれない(1980年代前半に提出されたBjorken-McLerran の描像)と考えられています。
              この中心領域も、あっという間に膨張してしまい、 本当にクオーク・グルーオンからなるプラズマが出来るのか どうか、出来た事を示すシグナルとして、どのような 物理量が(実験的に)有効なのかといった問題は、発展途上 の課題です。

              、と言ってもよく分からないと思うので、興味を持ったら BjorkenやMcLerranの論文をあたるとか、或いは、やや一般 向けの解説が数理科学の2001.3にあったと思うので それを図書館で読んでみるとかされるとよいと思います。

              中性子の中であろうとなかろうと、フェルミオンは排他律に 従うので、このクオーク・グルーオンが閉じ込め相(中性子)から 非閉じ込め相へそう転移すると考えます。 この相転移の転移点は、系の温度と密度 (星なら低温高密度、原子核衝突なら高温低密度)で決まりますが QCDの相図も十分分かっているとは言えない状況のようです。

              #ほとんど疑問に答えていないけれども、
              #あんまり書くと正体がばれて浅学を追求されそう...
              親コメント
          • by Anonymous Coward
            >単に、3個の大きさを持たない点状の粒子(クオーク)が飛び交っている
            >中身がスカスカの粒子群です。

            いや、ひもが振動しているのですよ。
    • by albireo (7374) on 2002年04月12日 11時54分 (#81297) 日記
      強い力では中性子の状態を維持できなくなったからといって、強い力が消えてしまうわけではないので問題ないのでは?
      --
      うじゃうじゃ
      親コメント
    • by oku (4610) on 2002年04月12日 12時27分 (#81311) 日記
      ってことは、重力と釣り合っているのは何の力?
      熱 (運動エネルギー) です。
      ...って答えは実も蓋もありませんか?
      親コメント
    • by tarosuke (2403) <webmaster@tarosuke.net> on 2002年04月12日 12時27分 (#81312) 日記
      クオークはヒモの両端みたいなものだと認識してるので、生のクオークって何?みたいな感じです。

      それとも隣の中性子とクオークを交換し続けていて所属している粒子がはっきりしていない状態なのかな~とか。
      何にせよ現時点では何とも言えないような...
      親コメント
  • 中性子星候補のRXJ 1856.5+3754 をChandra のLETG+HRC-S で観測してみました。
    以前の観測の結果と同じように、X線スペクトルは60eV の黒体輻射でよく合いました。
    また最近のHST の視差の観測から距離を140 pc と得ました。
    このような証拠から星の半径が3.8-8.2 km となりました。
    この結果は中性子星の半径としては非常に小さく、quark でできた星の可能性があります。

    という感じです。
    The Astrophysical Journal [uchicago.edu]に投稿されているはず。
  • どういう仕組みで、エネルギーを放出し続けているのでしょうか?核融合でもなさそうだし
    --
    うすっぺらいコメントがあらわれた! ▼
  • by Anonymous Coward on 2002年04月12日 19時40分 (#81491)
    typo かと思った。普通じゃんって。ゴミです・・
  • by Anonymous Coward on 2002年04月12日 20時13分 (#81509)
    難しい話はさっぱりわからないんですが、
    この星に飛び込んじゃうと、体をわけわからんモノが通過して
    「うわーっ」って状態で真ん中にとどまっちゃうってことでしょうか?
    #人間なんか潰れちゃうってのは無しで・・・
typodupeerror

目玉の数さえ十分あれば、どんなバグも深刻ではない -- Eric Raymond

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