放射性“千倍新星”光芒表明中子星快速旋轉(zhuǎn)延遲坍縮到黑洞中

2025-11-24 02:27:49 分類：熱點(diǎn) 閱讀(24)

放射性“千倍新星”光芒表明中子星快速旋轉(zhuǎn)延遲坍縮到黑洞中
（神秘的千倍新星地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：當(dāng)兩顆中子星相互旋轉(zhuǎn)并合并形成一個(gè)黑洞時(shí)--2017年全世界的引力波探測(cè)器和望遠(yuǎn)鏡都記錄了這一事件--它是否立即成為一個(gè)黑洞？還是需要一段時(shí)間來(lái)旋轉(zhuǎn)下來(lái)，然后在引力作用下坍縮過(guò)事件視界，放射成為一個(gè)黑洞？性光星快珠海同城約炮（電話微信181-8279-1445）提供頂級(jí)外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求由錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)（一個(gè)軌道上的望遠(yuǎn)鏡）對(duì)2017年的那次合并進(jìn)行的觀察表明，答案是芒表明中后者：合并后的天體在經(jīng)歷最終坍縮之前，可能只停留了一瞬間。速旋縮
在這個(gè)藝術(shù)家的轉(zhuǎn)延中想象作品中，兩顆中子星合并形成了一個(gè)黑洞（隱藏在圖像中心的遲坍明亮隆起中），產(chǎn)生了對(duì)立的黑洞高能量粒子噴流（藍(lán)色），加熱了恒星周?chē)那П缎滦俏镔|(zhì)，使其發(fā)出X射線（紅色云層）。放射錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)今天仍在探測(cè)來(lái)自該事件的性光星快X射線。它們可能是芒表明中由黑洞周?chē)镔|(zhì)的沖擊波產(chǎn)生的，或者是速旋縮由猛烈墜入黑洞的物質(zhì)產(chǎn)生的（中心隆起周?chē)牡S色圓盤(pán)）。
證據(jù)是轉(zhuǎn)延中珠海同城約炮（電話微信181-8279-1445）提供頂級(jí)外圍優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求合并后的X射線余輝，被稱為GW170817，遲坍如果合并后的中子星立即坍縮成黑洞，這是不可能出現(xiàn)的。余輝可以解釋為合并后的中子星上的物質(zhì)反彈，它穿過(guò)并加熱了雙中子星周?chē)奈镔|(zhì)。在合并后的四年多時(shí)間里，這種熱的物質(zhì)使殘余物穩(wěn)定地發(fā)光，這就是所謂的“千倍新星”（kilonova）。錢(qián)德拉在合并后不久就檢測(cè)到的來(lái)自物質(zhì)噴流的X射線發(fā)射，隨后它就開(kāi)始變暗。
雖然錢(qián)德拉觀測(cè)到的多余的X射線發(fā)射可能來(lái)自于吸積盤(pán)中的碎片，這些碎片圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)并最終落入黑洞，但加州大學(xué)伯克利分校的天體物理學(xué)家Raffaella Margutti傾向于延遲坍縮假說(shuō)，這在理論上是可以預(yù)測(cè)的。
加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)和物理學(xué)副教授Margutti說(shuō)："如果合并的中子星直接坍縮成一個(gè)黑洞，沒(méi)有中間階段，就很難解釋我們現(xiàn)在看到的這種X射線過(guò)量，因?yàn)闆](méi)有堅(jiān)硬的表面讓東西反彈并以高速飛出以產(chǎn)生這種余輝。我們看到的可能不僅僅是噴流。我們可能最終得到一些關(guān)于新的緊湊物體的信息。"
Margutti和她的同事，包括第一作者Aprajita Hajela，她是Margutti在轉(zhuǎn)到加州大學(xué)伯克利分校之前在西北大學(xué)時(shí)的研究生，在最近接受發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的一篇論文中報(bào)告了他們對(duì)X射線余輝的分析。
2017年8月17日，高級(jí)激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO）和處女座合作組織首次探測(cè)到來(lái)自合并的引力波。衛(wèi)星和地面望遠(yuǎn)鏡迅速跟進(jìn)，記錄了一陣伽馬射線以及可見(jiàn)光和紅外線發(fā)射，共同證實(shí)了這樣的理論：許多重元素在這種合并后的熱噴出物內(nèi)產(chǎn)生，產(chǎn)生明亮的“千倍新星”光芒。發(fā)亮的原因是在放射性元素（如鉑和金）衰變過(guò)程中發(fā)出的光，這些放射性元素在合并后的碎片中產(chǎn)生。
錢(qián)德拉也轉(zhuǎn)向觀察GW170817，但直到9天后才看到X射線，這表明合并也產(chǎn)生了一個(gè)狹窄的物質(zhì)噴流，在與中子星周?chē)奈镔|(zhì)碰撞后，發(fā)出了一個(gè)錐形的X射線，最初與地球失之交臂。只是后來(lái)射流的頭部擴(kuò)大了，開(kāi)始在地球上可見(jiàn)的更寬的射流中發(fā)射X射線。
在合并后的160天里，噴流的X射線發(fā)射不斷增加，之后隨著噴流的減速和擴(kuò)張，它們逐漸變暗。但是Hajela和她的團(tuán)隊(duì)注意到，從2020年3月--合并后約900天--直到2020年底，這種下降停止了，X射線發(fā)射的亮度保持大致不變。
Margutti說(shuō)："X射線迅速停止衰減的事實(shí)是我們最好的證據(jù)，表明在這個(gè)來(lái)源的X射線中，除了噴流之外，還有其他東西被探測(cè)到。似乎需要一個(gè)完全不同的X射線源來(lái)解釋我們所看到的情況。"
研究人員認(rèn)為多余的X射線是由一個(gè)不同于合并產(chǎn)生的噴發(fā)沖擊波產(chǎn)生的。這個(gè)沖擊波是合并后的中子星延遲坍縮的結(jié)果，可能是因?yàn)樗目焖傩D(zhuǎn)非常短暫地抵消了引力坍縮的影響。通過(guò)多停留的短暫時(shí)刻，中子星周?chē)奈镔|(zhì)得到了額外的反彈，產(chǎn)生了一個(gè)非?？焖俚摹扒П缎滦恰惫饷姵鑫锏奈舶停瑥亩a(chǎn)生了沖擊。
Margutti說(shuō)："我們認(rèn)為余輝發(fā)射是由環(huán)狀介質(zhì)中的受沖擊物質(zhì)產(chǎn)生的。這是兩個(gè)中子星環(huán)境中的物質(zhì)，它們被千倍新星噴出物的最快邊緣沖擊和加熱，從而推動(dòng)了沖擊波。"
兩顆中子星的合并產(chǎn)生了一個(gè)黑洞（中心，白色）和一陣由狹窄的噴流或高能粒子束產(chǎn)生的伽馬射線，用紅色描述。起初噴流很窄令錢(qián)德拉無(wú)法探測(cè)到，但隨著時(shí)間的推移，噴流中的物質(zhì)放慢并擴(kuò)大（藍(lán)色），因?yàn)樗采狭酥車(chē)奈镔|(zhì)，導(dǎo)致X射線發(fā)射上升，因?yàn)閲娏鬟M(jìn)入了錢(qián)德拉的直接視野。這個(gè)噴流及其相反方向的對(duì)應(yīng)物可能是由黑洞形成后落到黑洞上的物質(zhì)產(chǎn)生的。
這些輻射現(xiàn)在才到達(dá)我們這里，因?yàn)槌林氐那П缎滦菄姵鑫镌诘兔芏拳h(huán)境中被減速，噴出物的動(dòng)能通過(guò)沖擊轉(zhuǎn)化為熱量，這需要時(shí)間。這是產(chǎn)生射流和X射線的相同過(guò)程，但由于射流要輕得多，它立即被環(huán)境減速，并從最早的時(shí)候就在X射線和無(wú)線電中閃耀。
研究人員指出，另一種解釋是，X射線來(lái)自于中子星合并后形成的落向黑洞的物質(zhì)。
共同作者、加州大學(xué)伯克利分校博士后研究員喬-布萊特說(shuō)："這要么是我們第一次看到千倍新星的余輝，要么是我們第一次看到物質(zhì)在中子星合并后落入黑洞。無(wú)論哪種結(jié)果都將是非常令人興奮的。"
錢(qián)德拉現(xiàn)在是唯一一個(gè)仍然能夠探測(cè)到這種宇宙碰撞的光的天文臺(tái)。然而，錢(qián)德拉和射電望遠(yuǎn)鏡的后續(xù)觀測(cè)可以區(qū)分出不同的解釋。如果它是一個(gè)千倍新星余輝，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾個(gè)月或幾年內(nèi)會(huì)再次探測(cè)到無(wú)線電發(fā)射。如果X射線是由落在新形成的黑洞上的物質(zhì)產(chǎn)生的，那么X射線的輸出應(yīng)該保持穩(wěn)定或迅速下降，并且隨著時(shí)間的推移不會(huì)檢測(cè)到無(wú)線電發(fā)射。
Margutti希望LIGO、Virgo和其他望遠(yuǎn)鏡能夠從更多的中子星合并中捕捉到引力波和電磁波，這樣就可以更精確地確定合并前后的一系列事件，并幫助揭示黑洞形成的物理過(guò)程。在此之前，GW170817是唯一可供研究的例子。
"對(duì)GW170817的進(jìn)一步研究可能具有深遠(yuǎn)的影響，"共同作者凱特-亞歷山大說(shuō)，他是一名博士后研究員，也來(lái)自西北大學(xué)。"對(duì)千禧年余輝的探測(cè)將意味著合并并沒(méi)有立即產(chǎn)生一個(gè)黑洞。另外，這個(gè)物體可能為天文學(xué)家提供一個(gè)機(jī)會(huì)，研究物質(zhì)是如何在黑洞誕生幾年后落到它身上的。"
Margutti和她的團(tuán)隊(duì)最近宣布，錢(qián)德拉望遠(yuǎn)鏡在2021年12月對(duì)GW170817進(jìn)行的觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了X射線。對(duì)該數(shù)據(jù)的分析正在進(jìn)行中。目前還沒(méi)有報(bào)道與X射線相關(guān)的無(wú)線電探測(cè)。