人類第一次目睹磁星的誕生!比千噸級爆炸還明亮的餘輝,證明這點

2020-11-22 騰訊網

2020年5月22日，天文學家用了他們最好的武器：NASA 的斯威夫特空間天文臺、新墨西哥州的甚大天線陣（VLA）、夏威夷的凱克天文臺，以及太空的哈勃望遠鏡一起聯手展開了一次深度觀測。

看到了距離地球55億光年的宇宙中，一抹短暫而明亮的伽馬射線的爆發，接著是千洛諾娃閃光事件（kilonova flash）。這次的天文事件，也被正式命名為GRB 200522A。

經過數據對比綜合分析後，天文學家們，大多數都認為：這是一次難得一見的、見證了磁星誕生的紅外信號。也是人類有史以來的第一次，親眼目睹了並記錄下了磁星這樣的宇宙龐然大物誕生的過程。

磁星，是一種具有極其強大磁場的中子星，在茫茫宇宙中，人們曾發現不少磁星，可卻從來沒有觀測到磁星誕生的過程。這次的發現，或許填補了這一領域的空白，最大證據就是它那極其不尋常的閃光圖案演繹的過程。比如，一開始就是最耀眼奪目的明亮的伽馬輻射爆發(GRB)，然後接著是一個持續時間較長、發光比較有特點的kilonova flash，而這次的「餘輝」 也整整持續了好幾天。

科學家們，把這一幕用最形象和通俗的場景，展示給大眾：兩顆距地55億光年的超級中子星相撞了，然後結合成一個新生的磁星。新生的超級宇宙天體，可不是一個等閒之輩，在千噸級撞擊爆炸能量中，它不僅發出了耀眼的光芒，並且讓自己旋轉速度更遠超它的父母中子星。而強大的磁場更像攪拌器裡的刀片，將千噸爆炸中已獲得強勁能量的 kiloova 粒子，獲得更快的加速度，從而發出更明亮的光芒......

一般來說，中子星作為密度僅次於黑洞的天體，密度至少可高達10^11次方千克每立方釐米，換言之每立方釐米內約有1億噸重，而更重的甚至可高達20億噸。

所以，你可以想像到，這樣的龐然大物相撞，會是怎麼樣的場景。而從引力波的觀測，人們過去認為產生黑洞的概率會相對比較高，但也有另一種可能，他們的質量最終還是沒有達到黑洞的量級，而是製造中子星中超級怪物——磁星，它們的超級強大磁場會比一般的中子星要強大1000倍。

所以，這次的兩個中子星相撞事件，與2017年的天文事件GW 170817，那次的兩顆中子星相撞，最後合併形成黑洞不一樣。GRB 200522A 事件中的千洛諾娃閃光事件比2017年那時候的「餘輝」，要明亮足足10倍，再次佐證了兩次天文事件，誕生了不一樣的東西，2017年的那次是黑洞，而如今的這次是新磁星。

這樣的解說，完全契合了一開始科學家們的困惑：為啥兩顆中子星相撞的爆炸威力遠遠要比理論計算值要高？因為，科學家們通過哈勃空間望遠鏡天文臺發現了：在兩大中子星撞擊的千噸級爆炸中，它所發出的紅外線的亮度，要比理論值高出了10倍。這些預想中更明亮的紅外輻射，這表明有來自除撞擊能量之外，應該還有額外能量輸入，並非僅僅是合併過程的能量殘餘。而磁星的超級強磁場，似乎就能完美解釋了這一點。

按照這樣的推論，科學家們在觀測了16天後，又55天的數據，再次印證了這點事實。所以，依據於此，他們大膽地宣布：它來自於中子星撞擊產生的磁星！並將研究成果以科學論文形式，公布在《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal today (Nov. 12) ）

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