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摘要:但他们在碰撞产生的光到达地球19个多月后拍摄的照片,并没有发现中子星合并的任何残余。不过,这张最新的照片,没有显示出任何可见的余辉或其他碰撞迹象,可能是迄今为止最重要的一张。这一系列的最后一张照片显示了太空中的那一点,没有任何余辉,使他们能够回到先前的图像,并从周围的所有恒星中减去光。如果这发生在我们的太阳系,它将远远超过我们的太阳。
早在3月份,天文学家就把哈勃太空望远镜对准了太空中两颗中子星相撞的遥远点。他们用哈勃望远镜的大眼睛,在望远镜绕地球运行的六个轨道上,盯着那个遥远的地点看了7小时28分32秒。这是有史以来最长的一次对撞地点的曝光,天文学家称之为“最深”图像。但他们在碰撞产生的光到达地球19个多月后拍摄的照片,并没有发现中子星合并的任何残余。这是个好消息。
这个故事始于2017年8月17日的一次晃动。一个穿过太空1.3亿光年的引力波,在激光干涉仪引力波天文台(LIGO)中撞击激光,LIGO是一个横跨全球的引力波探测器。这个信号遵循一种模式,一种模式告诉研究人员这是两颗中子星合并的结果,这是有史以来第一次发现中子星合并。引力波探测器无法分辨波来自哪个方向,但信号一到达,全世界的天文学家就开始行动,搜寻夜空中的爆炸源。他们很快就发现了它:在一个被称为NGC4993的星系外围的一个点上,由于碰撞产生的“千新星”而被点燃——这是一次巨大的爆炸,它在明亮的光线下将迅速衰变的放射性物质抛向太空。
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几个几周后,NGC4993从太阳后面经过,直到碰撞的第一个迹象出现大约100天后才再次出现。在那一刻,千新星已经褪色,显示出中子星合并的“余辉”——一种更微弱但持续时间更长的现象。2017年12月至2018年12月期间,天文学家利用哈勃望远镜观测了10次余辉,因为余辉慢慢褪去。不过,这张最新的照片,没有显示出任何可见的余辉或其他碰撞迹象,可能是迄今为止最重要的一张。
“我们能够 ... 出一张真正准确的图像,它帮助我们回顾之前的10张图像,并 ... 出一个真正准确的时间序列,”西北大学的天文学家温发芳(音)说这项最新的成像工作。
这个“时间序列”相当于10个余辉随时间演变的清晰镜头。这一系列的最后一张照片显示了太空中的那一点,没有任何余辉,使他们能够回到先前的图像,并从周围的所有恒星中减去光。除去所有的星光,研究人员得到了前所未有的、极其详细的余辉形状和随时间演变的图片。
这是前十张用方的图像减去它们后的图像。(文发方等,哈勃太空望远镜/美国航天局)方舟子告诉《生活科学》:
“当两颗中子星合并时,”,它们形成了一些重的物体-或者是一个巨大的中子星,或者是一个轻黑洞-它们旋转得非常快。她说,物质是沿着两极喷射的,
这种物质以惊人的速度分成两列,一列从南极向上,一列从北极向上。当它离开碰撞地点时,它与尘埃和其他星际空间碎片碰撞,传递一些动能,使星际物质发光。方说,所涉及的能量非常强烈。如果这发生在我们的太阳系,它将远远超过我们的太阳。
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这其中的大部分已经从早期的理论研究和后来的观测中得知辉光,但方的工作对天文学家的真正重要性是,它揭示了原始碰撞发生的背景。
这是一个很好的工作。“这表明了我们在早期哈勃观测中的怀疑,”英国沃里克大学的天文学家约瑟夫·莱曼说,他领导了早期的余辉研究二元中子星没有合并在球状星团中。
球状星团是与恒星密集的空间区域,没有参与这项新工作的莱曼告诉《生活科学》。中子星是罕见的,中子星双星,或者说是相互围绕的中子星对,更是罕见。早些时候,天文学家曾怀疑,合并中子星双星最有可能出现在恒星紧密聚集、相互疯狂摆动的空间区域。莱曼和他的同事分析了哈勃早期的数据,发现了一些可能不是这样的证据。方舟子的图像显示没有发现球状星团,这似乎证实了,至少在这种情况下,中子星碰撞不需要形成密集的星团。
是研究这些余辉的重要原因,方舟子说,它可能有助于我们理解短伽马射线爆发-天文学家偶尔在太空中发现的神秘伽马射线爆发。
“我们认为这些爆炸可能是两颗中子星合并,她说:
在这些情况下的区别(在天文学家没有探测到任何可以证实其性质的引力波的情况下)是合并到地球的角度。
地球从侧面看到了合并后的余辉,方说。我们必须看到光线随着时间的推移而上升,然后逐渐减弱。
但是当短伽马射线爆发时,她说,“就像你在看消防水龙带的筒一样。”
其中一个逃逸物质的喷流,她说,是指向地球的。所以我们首先看到的是来自运动最快的粒子的光,以光速的很大一部分传播,就像伽马射线的短暂闪光。然后,随着移动速度较慢的粒子到达地球并变得可见,光点将慢慢消失。
这篇将发表在《天体物理学杂志快报》上的新论文并没有证实这一理论。但它为研究人员提供了比以往任何时候都多的材料来研究中子星合并的余辉。
“这是一个很好的广告,说明哈勃在理解这些极其微弱的系统方面的重要性,”莱曼说,“并提供了一些线索,说明[詹姆斯韦伯太空望远镜],”哈勃的巨大继任者,计划在2021年部署,“,
”编者注:这个故事在美国东部时间周五下午12:20被修正,9月13日取消了一项声明,即没有伽马射线与中子星合并有直接联系。一股微弱的伽马射线阵雨与合并的GW170817有关。
关于黑洞的9个想法会让你震惊宇宙中最奇怪的12个物体物理学中最大的未解之谜最初发表在《生命科学》杂志上
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