[論文レビュー] Solid Quark Matter

Renxin Xu|arXiv (Cornell University)|Feb 9, 2003

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用数 2

ひとこと要約

本稿では、冷却され、バリオン数密度の高いクォーク星物質が、金属的発光性を表すハーゲン＝ルーベンスの法則を用いて、RXJ1856の表面からの熱光子放射をモデル化することで、固体状態に存在しうることを提案する。星の温度は約70 eV、電気伝導度は約10¹⁸ s⁻¹と推定され、その光学的放射がコロナによって支配されている可能性や、グルーチスや自由歳差運動がパulsarsの剛体的固体状態を示唆している。

ABSTRACT

It is conjectured that cool quark matter with high baryon density could be in a solid state. The thermal spectrum of photons emitted from the quark surface of solid bare strange stars is investigated, which is based on Hagen-Rubens' law for the thermal emissivity of metals. Accordingly, the temperature and the electric conductivity of a solid quark matter star candidate, the isolated compact star RXJ1856, could be estimated to ~70 eV and ~10^{18} s^{-1}, respectively. It is suggested that RXJ1856 may have a corona which dominate the optical radiation detected. Phenomenological 1- and 2-component models are proposed for the glitches in solid strange stars, and the free precession observed may indicate a solid rigid state of pulsars.

研究の動機と目的

• 高バリオン数密度下での中性子星内のクォーク物質が固体状態に存在しうるかを調査すること。
• 金属的発光性を表すハーゲン＝ルーベンスの法則を用いて、固体奇妙星の表面からの熱光子放射をモデル化すること。
• 熱放射に基づいて、孤立中性子星RXJ1856の温度と電気伝導度を推定すること。
• 観測された光学放射およびグルーチスがパルサー内部状態に与える意味を検討すること。

提案手法

• 金属と同様に扱うことで、固体クォーク物質の熱発光度をハーゲン＝ルーベンスの法則を用いて計算すること。
• RXJ1856の観測された熱スペクトルを用いて、表面温度と電気伝導度を推定すること。
• グルーチスを説明するための体系的1成分および2成分モデルを提案すること。
• 自由歳差運動がパルサーにおける剛体的固体状態の兆候である可能性を分析すること。
• RXJ1856から検出された光学放射がコロナによって支配されている役割を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高バリオン数密度下のクォーク物質が固体状態に存在しうるか、その観測可能な兆候は何か？
• RQ2 熱光子放射に基づいて、孤立的コンパクト星RXJ1856の表面温度と電気伝導度はそれぞれどの程度か？
• RQ3 コロナがRXJ1856から観測された光学放射をどの程度説明できるか？
• RQ4 1成分または2成分の内部ダイナミクスを持つ固体奇妙星モデルで、パルサーのグルーチスはどのように説明できるか？
• RQ5 パルサーで観測された自由歳差運動は、クォーク物質コアの剛性および内部構造にどのような含意を持つのか？

主な発見

• 熱光子放射モデルに基づき、RXJ1856の表面温度は約70 eVと推定された。
• RXJ1856内の固体クォーク物質の電気伝導度は約10¹⁸ s⁻¹と推定され、金属的挙動と整合的である。
• RXJ1856を取り囲むコロナが、星から検出された光学放射を支配している可能性がある。
• グルーチスを説明するための体系的1成分および2成分モデルが提案された。
• パルサーで観測された自由歳差運動は、クォーク物質コアが剛体的固体状態にある可能性を示唆している。