诞生于恒星尸体的神话

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（文/Lisa Grossman）银河系中最年轻超新星的高密度遗体，其实是一大团奇怪的量子物质。两项新研究首次表明，中子星“仙后座A”的内核其实是超流体——一种无摩擦的物质状态，通常只在超冷实验室环境中才能存在。
* N  g. v, p- M: k5 C/ J2月25日，墨西哥国立自治大学的天体物理学家丹尼?佩奇在《物理评论快报》上发表文章，描述了这颗星星的状况。他说：“中子星的内部究竟长什么样，这是宇宙最大的秘密。而我们也许已经打开了一颗中子星。”
2 M* d' T3 S( D  N4 u0 y. _% X, C仙后座A（Cas A）是距我们11000光年的一颗大质量恒星，330年之前，我们曾在地球上看到过它的爆发。超新星爆发后留下了小而致密的遗体，叫做中子星。中子星的密度非常大，它的电子和质子都挤在一起融合成了中子。中子星也许是宇宙中最极端的一种物质，一茶匙中子星物质就有60亿吨重。
# C% P- _0 L8 G  c仙后座A中子星最初于1999年被发现，也就是钱德拉X射线望远镜开始扫描天空中的X射线源后不久。去年，加拿大阿尔伯塔大学的天文学家克雷格?海因克以及英国南安普顿大学的何温（音译）发现了奇怪的事，这颗中子星正在飞速变冷。在过去的十年中，这颗中子星从212万度降到了204万度，温度足足降低了4%。
5 f# o4 `4 H# f6 Y理论模型预测，中子星确实要慢慢变冷，因为它内部的中子会衰变为电子、质子和中微子，而中微子轻如鸿毛，在逃逸的过程中会带走热量。
但通常情况下中子的衰变很慢。两组科学家一组由佩奇领导，一组包括海因克和何温，相互竞争中各自发现，仙后座A中一定有别的情况。
2 ?9 l% B9 x( I7 X两个团队几乎同时得到了相同的结论。根据观测，中子星内部物质正在转化为超流体。海因克和何温的论文会发表在《皇家天文学会月报》上。
# O. {3 ?. H9 ~! M+ {% `具体机制是这样，一般来说，量子力学定律表明中子只能降低到某一温度。但在实验室的超低温环境下，或者在中子星内部的超高压环境下，中子会一对对联系起来。这些中子对会降低到量子物理所允许的最低能量状态，也就是转化为超流体。
$ L+ v1 q* z- c, b* k5 [7 l7 A“超流体实际上就是宏观的量子液体，如果你观察液体中任意一个粒子，会发现它与周围其它粒子的运动方式都相同。整个系统就是个量子系统，哪怕它实际上很大。”蒙大拿大学的班尼特?林克说。
2 k# x  n( n7 g$ b/ w* |超流体可以无摩擦流动。在地球上，它们能爬到墙上，也能从密封容器中逃走。要是让超流体中的粒子带上电，它就会变成超导体，没有电阻地传导电流。
中子星的中子和质子联系起来形成超流体之后，它们会释放大量的中微子。物理学家们总结说，从仙后座A流出的大量中微子也解释了这种快速冷却的现象。
- s0 }7 Z9 Z7 s6 m+ J( t4 Z中子星包含超流体的说法并不新鲜，大约诞生于50年代。佩奇和同事甚至还在理论上预测过仙后座A的内核就是超流体。“我们知道它一定存在，之前的模型都预测好了，但我们缺少实实在在的数据。”佩奇的合作者，俄亥俄大学的马达帕?普拉卡什说。
佩奇没料到超流体真的会出现在仙后座A中。当他了解到海因克和何温发现这颗中子星的温度在急剧下降时，“我跳起来，脑袋都撞到天花板了。”他说。
两个团队都知道对方在研究同一问题，并且为抢先发表文章而友好竞争。佩奇的团队最终险胜。海因克和何温在提交论文之前，还要等待钱德拉望远镜2010年11月的观测结果。两篇文章只在细节上有所不同。两个团队对于中子的最初温度假设不同，因此对于超流体的温度计算可能也有差别。
两个团队都预测仙后座A在未来十年会继续冷却。“这也让人们有机会测试其它的假说，比如说，这种冷却只是个小插曲。”林克说，“如果它还是以同样的速率冷却，那么就能证实他们的假说，也就是，我们真的看到了超流体。”
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1 C2 Q9 t# z2 z. F0 |3 ]# \博主介绍：Lisa Grossman 2009年毕业于加州大学Santa Cruz分校，科技交流专业。毕业后，她一直从事科技写作工作，从硕士期间便在Science News等地方做编辑，现在在Wired上开博。她的博客内容涉及面相当广，涵盖各个学科。