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奇异星是由奇异夸克物质组成的一类致密天体,它由于夸克星核表面存在强电场而可以带有由正常核物质组成的外壳。对奇异星热演化的研究是了解它性质的一个重要途径。 首先,考虑到星体是否带有外壳和外壳的性质对热演化具有多方面的影响,而对表面电场和外壳相关问题进行了研究:(ⅰ)通过定性分析外壳的力学平衡,认为支撑外壳的应该是电子气层的简并压而非电场力,因而外壳底部没有电场存在;(ⅱ)研究了强磁场使电子行为量子化而对电子层产生的影响,发现在该效应下电场强度增强而电子层宽度减小,并由此认为奇异磁星(B>1016G)有较大的可能是裸星。此外,还考察了强磁场通过直接改变外壳热结构对星体热演化产生的影响,它使得中微子冷却阶段温度升高,光子冷却阶段提前出现且变快。但总的来说,对于一般强度的磁场(B<1013G),其在这两方面的影响均可以忽略。 近年来,微观物理研究表明奇异夸克物质很可能处于色超导态,而使物质性质(如中微子产生率、热容量和粘滞性等)发生改变。尤其是在CFL相奇异星中,中微子辐射以及夸克热容量几乎被完全抑制,由此使热演化发生了巨大改变。在此背景下,本文又基于综合旋转演化与热演化的考虑,重点研究了两类由旋转导致的加热机制(外壳相变加热和r模耗散加热)对正常态和色超导态奇异星热演化的贡献。显然,加热效应能够使各类奇异星的冷却变慢,甚至出现升温过程(CFL相奇异星在外壳相变加热作用下的早期升温尤其显著)。 特别是,加热效应几乎完全改变了CFL相奇异星的热演化,使其从早先被认为的极快冷却变为慢冷却,从而否定了早先认为的CFL相奇异星与X射线观测数据完全不相容的论断。相反的,在一定的条件下即使在较年老(~106yr)的时候,它仍能保持相当高的温度。甚至由外壳相变加热还可能给出了一个理论的致密星极限温度曲线。此外,考虑热演化与r模不稳定性相互影响的研究也显示CFL相奇异星可以在其r模不稳定窗口底部停留很长时间(t>104-8yr),而并非如早先估计的仅有几个小时。这在一定程度上有利于引力波的观测和对毫秒脉冲星在ν-T图上成团性的理解。这些对CFL相奇异星认识的改变表明,天文观测与目前对奇异夸克物质的微观认识不存在不可调和的矛盾。