每立方厘米物質(zhì)達數(shù)億噸，連原子核都壓裂掉，1.3億光年外上演

宇宙印象 深度科普欄目第873期 2017年，引力波天文學(xué)迎來的一個新的轉(zhuǎn)機，天文學(xué)家第一次目睹了中子星的合并事件，被引力波探測器所發(fā)現(xiàn)。這次中子星合并事件來自距離地球1.3億光年外的一對中子星雙星，本以為我們觀測到中子星雙星合并還需要等上幾年的時間，沒想到的是在2015年發(fā)現(xiàn)第一個引力波信號之后很快就出現(xiàn)了。

中子星其實大質(zhì)量恒星演化后期的遺骸，在發(fā)生超新星災(zāi)難性的爆發(fā)后，中子星形成。可形成中子星的恒星質(zhì)量達到10至29倍太陽質(zhì)量，顯然我們的太陽是不可能形成中子星的。在恒星爆發(fā)過程中產(chǎn)生的巨大能量將原子核都壓裂掉，于是質(zhì)子和中子被釋放出來，質(zhì)子和電子形成了中子，整個天體基本構(gòu)成單位變成了中子，這就是中子星的來源。

中子星的引力是非常強的，每立方厘米的物質(zhì)可達到數(shù)億噸，1.3億光年外發(fā)生的中子星合并更是在這個基礎(chǔ)上加倍了，該天體事件被命名為GW170817，也是人類發(fā)現(xiàn)的除黑洞之外最強的天體合并事件。

GW170817合并、釋放引力波后不到一秒鐘，就發(fā)出一個非常短促的伽瑪射線暴，在短短幾毫秒到幾分鐘內(nèi)，釋放出相當(dāng)于太陽一生的能量。伽瑪射線暴分為長暴和短暴，以2秒為分界線。GW170817合并后形成的X射線等輻射持續(xù)了相當(dāng)長的時間，天文學(xué)家對GW170817射電余暉進行了207天的檢測，獲得了更清晰的爆發(fā)圖像。于是問題就來了，為什么GW170817有著持續(xù)時間異常的X射線輻射，其輻射流形狀非常狹窄，可能來自碰撞形成的殘余物，且噴發(fā)的方向偏離中子星的自轉(zhuǎn)軸。

觀測數(shù)據(jù)表明，GW170817產(chǎn)生的噴流以相對論的速度移動，穿過周圍合并的碎片進入了星際空間。科學(xué)家估計10個中子星合并事件中，只有1個會出現(xiàn)這種以相對論的速度運動的噴流。關(guān)于GW170817合并后的觀測研究仍然在繼續(xù)中，其形成的長伽馬射線暴和短伽馬射線暴機制不同，前者可能來自超新星爆發(fā)時噴射出的物質(zhì)，而短伽馬射線暴則有點棘手。2017年發(fā)現(xiàn)的GW170817給我們的引力波天文學(xué)到來了新的轉(zhuǎn)機，同時也讓我們第一次窺視到中子星合并的機制，及其合并后形成的余暉。恒星死亡在宇宙中已經(jīng)上演了上百億年的時間，而我們對它們的認識卻才剛剛開始。宇宙印象為今日頭條獨家，其他均為假冒，轉(zhuǎn)載均為非法。