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世界各大天文台聯合預警!我們所在宇宙究竟發生了什麼大事?

11月
03
2017

2017年11月03日06時 今日科學 中國氣象愛好者

中國氣象愛好者

南京紫金山天文台:北京時間下周一晚10點,將會與NASA聯合發布重大消息。

歐洲南方天文台:北京時間下周一晚10點,將會發布重大消息。

清華大學 LIGO 工作組:北京時間下周二上午,將會發布重大消息。

澳大利亞 OzGrav 團隊:北京時間下周二上午,將會發布重大消息。

據估計,全球還有數十家天文機構將準備發布重大消息。這是要幹嘛?我們頭頂的蒼穹里,究竟發生了什麼驚天動地的大事?讓世界各大天文台趨之如騖?

紙里的火自然包不住,天文學界已經做出了迎接大新聞的準備,這個事情也越來越變得明朗——它是引力波,或許你會疑惑,引力波不是都發現好幾年了嗎?天文學界是要「重新定義」引力波嗎?這一次到來的,或許是天文學界的新時代:中子星合併。

一直以來,科學家們觀測到的引力波都是源於黑洞合併,這些年發現的引力波都是如此。黑洞與黑洞併合產生引力波,這類事件現在基本上只有搞引力波的那群人感興趣了。但前些天德州大學奧斯汀分校的著名天文學家J. C. Wheeler放出了一些蛛絲馬跡——人類可能首次探測到了由中子星合併產生的引力波。

中子星是恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星爆炸之後,可能形成的特殊天體之一。它是質量沒有達到可以形成黑洞的恆星,在壽命終結時塌縮形成的一種介於白矮星和黑洞之間的星體,其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。與黑洞不同,中子星是可以被觀測到的。因此,中子星的併合是一項不同於黑洞碰撞的事件。

兩個中子星的併合,或者一個中子星和一個低質量黑洞的併合,長久以來一直被認為是短伽馬射線暴的製造者。而短暴起源於雙星系統的決定性證據就是引力波探測器。一個併合中的雙星系統會發出獨特的引力波。如果在伽馬射線暴發生的同時探測到引力波,那將是人類伽馬暴研究中具有里程碑意義的。

更重要的是中子星併合或中子星與黑洞併合所產生的引力波信號可以揭示中子星的構造,同時能夠幫助我們確定碰撞後的合併產物。並且這是我們第一次將傳統的天文學與引力波天文學結合了起來。就像打開了新世界的大門。

同時,中子星的合併過程會甩出一部分物質。這部分物質會產生極其豐富的物理現象。其中一部分成為吸積盤(環),與黑洞構成一個系統,產生噴流(速度接近光速),形成時間不超過2秒的伽瑪暴(短暴),噴流掃除周圍物質,會形成x、光學、射電等多波段的餘輝。

還有一部分被甩出去的中子星物質會徹底逃逸,速度為光速的0.1到0.3倍,質量為太陽千分之一到十分之一倍,這部分富含中子的物質會迅速形成一團放射性物質。這些放射性通過衰變和裂變等過程,釋放能量,將自身加熱成紅熱化狀態,發出紅外線、紅光為主的輻射,類似於超新星,但亮度比超新星低,比「新星」高一千倍左右,因此被稱為」千新星」。千新星在2013年被哈勃太空望遠鏡首次發現,與一個短伽瑪暴同時同地出現。

關於這一次的天文學界大事件,有消息指出,伴隨中子星合併產生的千新星和伽瑪暴也都分別被探測到了,這是人類首次接觸到類似事件,因此,如你所見,天文界的狂歡即將到來。


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