《中子星演化過程中的暗物質效應研究》,溫頌看著手上的論文,結合向沛安的presentation和ppt,露出一抹贊許的笑容。
她早已系統閱讀并審閱了向沛安的論文,也知道她的論文是基于暖暗物質模型的一系列發散研究,只是側重點不再是行星或新生恒星,而是處于大質量恒星演化末期的中子星。
除了證明暗物質累積導致中子星早期快速冷卻與其磁場演化過程之類的基本問題外,溫頌注意到,向沛安還通過溫頌在三個月前提出的公式,并在此基礎上深入研究,得出了一個自相互作用暗物質累積到一定密度時,會導致中子星冷卻速度加快0.2-1.43之間的極限值,無疑是她博士論文的又一重要發現。
溫頌重點圈出了這一數值,并且已經準備好了等下提問時想問的問題。
30分鐘后,presentation結束,溫頌依據京都大學和慕尼黑大學的評分習慣,依次在評分表上寫下9.5與1.2。提問環節開始后,司遙作為向沛安的導師,首先提出了自己的見解與問題。
在聽到司遙的問題后,向沛安明顯露出了稍顯無奈和緊張的神情,但很快又報以淡淡的微笑,快速思考了一下,隨后對司遙的提問對答如流,回答不僅正確引用了她在論文里的發現和論點,也更深層次的結合司遙的提問,甚至她在論文里引用的司遙發表的相關論文做了解答,堪稱完美。
溫頌看到,司遙在學生面前一向不茍笑的臉上,也露出了滿意的笑容,點點頭笑著說了句,“excellent.”
緊接著齊藤教授的提問,向沛安依舊是對答如流,找不到一絲錯處,等兩位教授等提問都已經完畢,司遙看向溫頌問道:“iseylia教授,您有什么問題嗎?”
“有的。”
溫頌微微一笑,點點頭對向沛安說:“首先felicia,非常感謝你帶來的出色展示,你博士階段的發現也非常具有突破,無疑給現在的暗物質研究與恒星演化做出了很大貢獻。其中最吸引我注意力,也是最讓我驚喜的,就是你在論文中,通過我五月在國際天文學和天體物理學雜志中發表的題為《暗物質聚集對恒星核聚變的影響作用》這一論文,計算出了暗物質密度達到核物質密度的10^-2到10^-1倍時,中子星早期冷卻速率會顯著加快0.2-1.43這一結論。因此,我的問題是,暗物質的引入是否改變了中子星的狀態方程,這種改變如何影響中子星的熱力學性質和冷卻行為?”
聽到溫頌的提問,向沛安明顯愣了一下,溫頌趕緊寬慰她道:“別擔心,你不需要得出具體的數值或區間,只需要大概解釋一下可能產生的影響即可,在你引用的文獻中,我和artemis教授關于暗物質影響恒星演化的論文里,都有提出過類似的看法,并且你在論文的結論中也涉及了這一影響。”
得到了溫頌的提示,向沛安立刻放松下來,對臺下的教授們說:“各位教授可以看我論文的第五章第六節,結合熱力學分析暗物質粒子如何影響中子星的冷卻行為。通過我在這一章節中寫的發現,我認為,暗物質的引入確實可能改變中子星的狀態方程。首先,暗物質在中子星內部積累后,會增加額外的能量密度和壓力貢獻。
又由于暗物質與核物質的相互作用較弱,其狀態方程可能與普通核物質不同。如果暗物質形成核心,中子星的總體質量-半徑關系也可能會發生變化。例如,暗物質核心可能導致中子星半徑減小或質量上限增加,而在高密度區域,暗物質的自相互作用也會對狀態方程的改變產生影響。具體公式…我認為可以這樣體現。”
簡單回答完溫頌的問題后,向沛安在黑板上寫下兩長串方程,又結合她在論文里的發現進行了更深入的講解,最終得出結論。
“根據以上公式和數據,我認為,暗物質的引入可能導致狀態方程變軟,即相同密度下的壓力降低,從而影響中子星的整體結構。但是具體的數值,我還需要更深入的研究分析。”
“謝謝,已經非常完美。”溫頌滿意地點點頭,隨后說道,“那我的第二個問題,根據你的結論,在暗物質密度達到了上述極限值的情況下,光子冷卻是否仍然可以忽略,如果不可忽略,它對總冷卻速率的貢獻有多大?”