@ 2019.03.08 , 10:00

接近光速的狭窄喷流

中子星碰撞能产生相对论性喷流,这与之前的模型完全不同。

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O.S. Salafia, G. Ghirlanda, NASA/CXC/GSFC/B. Williams et al.

1.3亿年前,NGC 4993 星系中的两颗中子星相撞。在地球上,这次宇宙大灾变于2017年8月17日被地球上的天文学家以伽马射线暴、引力波信号,以及在光学、无线电和X射线波段亮度增加的形式记录下来。一个国际研究团队通过32个分布于全球各地的射电望远镜观察到,中子星的合并产生了一束相对论性喷流——一道被束缚得极窄的物质喷流,以接近光速射向太空。据科学家发表在专业期刊《科学》上的论文说,这个结果与目前关于这次合并的模型相矛盾;后者认为,喷流会被一层包裹在对撞形成的黑洞外的致密的物质茧所截获。

团队利用甚长基线干涉测量——通过计算机辅助,结合所有可用的射电望远镜的数据,以达到更高的分辨率——在中子星对撞处追踪到的致密射电源小于2.5毫角秒。“这样我们就能排除物质各向同性喷出的情形”,意大利国立天体物理研究所的Giancarlo Ghirlanda和他的同事说道,“因为这会产生一个大得多的射电源。”

中子星是大质量恒星留下的极其致密的残余。当这类恒星耗尽了它们的核燃料储备时,它们就会坍缩成一个极其致密的物体,其中的物质密度像原子核一样。巨大的压力把电子压入质子中,并将其转化为中子。在双星系统中,可以形成两颗中子星,它们缓慢地彼此接近,并最终相撞。这将会放出伽马射线和引力波。

通过爆炸余辉亮度的变化过程,天文研究者曾经初步断定,对撞的中子星周围形成了一层茧,或者说致密的物质壳。这个茧应该会吸收所产生的喷流的能量,并阻止其进一步扩散。基于对,双中子星系统及观察到的伽马射线暴,这两者出现频率的统计考虑,Ghirlanda及其同事断定,在全部中子星对撞中,至少有百分之十的事件,会产生这种以接近光速射入太空的狭窄物质喷流。

相关论文:arXiv:1808.00469

原文作者:Rainer Kayser
原文日期:2019年2月21日
本文译自 Weltraum aktuell,由译者 cmp0xff 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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