引力波中子星合并事件产生近光速喷流

萧路

【正见新闻网2018年09月13日】

图:中子星合并形成黑洞并造成喷流想象图。Credit: J.A. Biretta et al / NASA / ESA / Hubble Heritage Team / STScI / AURA/ Sci-News.com

2017年发现的引力波事件GW170817被认为是由于两颗中子星合并形成黑洞造成的短时标伽玛暴。不过还有很多问题亟待解决。比如伽玛暴一般会喷发强力的等离子体喷流,这个喷流有可能是一条很细的射电喷流,也有可能被中子星合并过程中造成的大量尘埃阻挡。不论是哪种情况,只有确认了喷流的存在,才能确认中子星合并真的造成了伽玛暴。最新观测恰好证实了这个观点。

2018年9月5日,由国家射电天文台(National Radio Astronomy Observatory, NRAO)的Kunal Mooley博士领导的研究团队在《自然》杂志上发表论文,公布了GW170817的射电喷流观测。利用包括超长基线望远镜阵(Very Long Baseline Array)和超大望远镜阵(Very Large Array)在内的数个射电望远镜,研究者观测了伽玛暴附近的区域。通过对比爆炸后75天和230天的图像,研究者发现了一团射电辐射区域在极快的运动,速度高达光速的4倍。这种现象被称为视觉超光速现象,一般是由于近光速喷流在沿着视线方向非常接近的方向运动导致的。分析表明,喷流的实际运动速度至少达到光速的97%,与视线夹角大约20度,并且喷流宽度不超过5度。因此,这项观测说明中子星合并形成黑洞后发射了非常窄的近光速等离子体喷流。

伽玛暴是已知宇宙中最剧烈的现象之一。科学家认为,类似GW178017的短时标伽玛暴很可能是两颗中子星对撞后合并形成黑洞导致的。合并过程中,两颗中子星都会被完全破坏造成大量碎片尘埃,并且在黑洞形成后迅速吸积这些碎片物质形成强力等离子体喷流。这种喷流非常强大,科学家认为甚至可以摧毁附近的星体,并且消灭其周围区域的一切生命。这次的观测为我们揭示了遥远宇宙中巨变的冰山一角。
 

 

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