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奇异夸克物质动力学与奇异星性质研究

奇异夸克物质动力学与奇异星性质研究

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作者：杨书华华中师范大学

学位级别：硕士

1984年Witten提出奇异夸克物质是强相互作用的真正基态的假设以来，人们普遍相信奇异星的存在，并对奇异星的结构和性质进行了大量的研究，该研究的一大课题是如何区分中子星和奇异星。早在二十世纪七十年代，人们已经认识到引力波不稳... 详细信息

1984年Witten提出奇异夸克物质是强相互作用的真正基态的假设以来，人们普遍相信奇异星的存在，并对奇异星的结构和性质进行了大量的研究，该研究的一大课题是如何区分中子星和奇异星。早在二十世纪七十年代，人们已经认识到引力波不稳定性对致密星极限旋转的重要性，而1998年发现的γ-模不稳定性更是很快得到了极大关注，因为致密星的γ-模不稳定性在区分中子星和奇异星，解释脉冲星数据和引力波天文学方面都具有重要意义。 γ-模不稳定性是本文的基础，我们从以下几个方面进行了介绍：首先介绍致密星的γ-模不稳定性产生机制-CFS机制，发现γ-模不稳定性产生与否取决于引力辐射对模式的增长和粘滞机制对模式的耗散之间的竞争;引力辐射对模式的增长效应较强时将发生γ-模不稳定性。其次，我们采用小角速度展开的方法推导出转动致密星中γ-模式所满足的最低阶和二阶扰动方程组，进而解出了最低阶和二阶γ-模式。随后，利用最低阶γ-模式，我们给出了γ-模式的能量，以及它的引力辐射时标和剪切粘滞时标;而体粘滞与最低阶γ-模式没有耦合，必须通过二阶计算得到体粘滞时标。最后，我们分析了γ-模不稳定窗口，指出l=m=2的γ-模式是最重要的。致密星的γ-模不稳定性与星体物质的粘滞性质密切相关，而粘滞性质的研究必须建立在一定的致密星物态方程的基础上。我们介绍了致密星的物态方程和质量—半径关系。特别地，我们计算了简单袋模型下奇异夸克物质的物态，而且采用准粒子方法，计算了考虑介质效应的袋模型下奇异夸克物质的物态，发现介质效应对奇异星物态方程和质量-半径关系影响不大。对给定的致密物质物态方程，我们还研究了它的粘滞性质，我们的计算显示，与物态方程不同，介质效应对体粘滞系数有很大影响，可以使体粘滞系数提高两个量级。我们基于γ-模物理和奇异夸克物质的体粘滞性质进一步计算了奇异星八硕士学位论文 qy AWI工R’S 7”halfS的，－模不稳定窗口，探讨了奇异星的转动演化行为;发现介质效应可以使奇异星的最低极限旋转周期从***3ms减小到1．78ms，这可以更好的解释两颗最快的脉冲星数据，并且它与低质量X射线双星自转周期数据的上限相符，能够很好地说明它们自转周期的成团现象。

关键词：奇异夸克物质介质效应 r-模不稳定性体粘滞系数极限旋转周期

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