中子星爆炸碰撞仍在發射x射線,這讓天文學家們感到困惑

2020-10-13 提升小法寶

當兩顆中子星在距離地球1.3億光年的地方相撞時,都將會整個亮起來。2017年8月17日,宇宙中一些密度最大的物體之間的碰撞產生了引力波和飛濺的煙花。地球上的幾十個望遠鏡捕捉到電磁波譜中不同波長的罕見合併。

首先是高能伽馬射線的爆發,接著是光、紫外線、無線電和紅外信號的爆發。在碰撞後九天,美國宇航局的錢德拉天文臺收到了x射線信號,但是很快就消失了。

但是在最近,研究人員研究了這次名為GW170817的中子-恆星-中子-恆星碰撞,發現1000天後x射線信號仍然可以探測到。

美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的天體物理學家、這項研究的主要作者Eleonora Troja在一份新聞稿中說:「我們真的不知道從這一點可以從中間去期待什麼,因為我們所有的模型都沒有預測到x射線。」

GW170817是地球上三個引力波天文臺首次探測到的中子星合併。在合併發生後,三位一體的天文臺能夠三角定位合併的位置,研究人員可以將望遠鏡轉向太空,更好地觀察這一事件。

因為我們還沒有看到太多的中子星碰撞(到目前為止只有兩次被記錄和確認),科學家們不得不依靠模型來預測後果。在大多數情況下,這些模型與GW170817檢測到的結果是一致的。當兩顆中子星相撞時,它們會釋放出伽馬射線和巨大的明亮氣體爆炸,被稱為「kilonova」。

這些事件是短暫的——我們看到它們幾天或幾周,然後它們就消失了,GW170817就是這種情況。

但是,美國宇航局的x射線天文臺錢德拉在2月份聚焦於這次合併時,仍在該地點探測x射線,此時距離它燃起生命已經兩年半了。

最新的測量顯示,信號已經減弱,但x射線爆發仍然可見,而且比模型預測的要亮一些。

為什麼x射線仍然可見?

這是研究人員試圖解決的一個難題。

這可能是中子星合併模型之前沒有考慮到的一個額外成分,或者是碰撞後釋放的能量的動力學與我們預期的有點不同。

一個令人興奮的可能性是,合併後的殘骸代表著一顆發射x射線的中子星——儘管要確定信號來自何處還需要更多的分析。

天文學家們將在12月把望遠鏡對準GW170817,這是揭開這次合併之謎的又一個機會。

無論發生什麼,都無法改變我們對宇宙的探索

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