双中子星并合形态首次确定 “宇宙喷泉”近光速

接近光速的“宇宙喷泉”(喷流)艺术想象图。图片来源:福布斯新闻网

2月24日,据美国太空网、福布斯新闻网日前消息,在包括中国3座望远镜在内的全球32座望远镜通力合作下,科学家首次证明双中子星并合会产生接近光速的喷流。这正是2017年曾让人类探测到引力波的那对1.3亿光年外的“明星”双中子星。相关论文发表于近日出版的《科学》杂志。

来自世界上五大洲的32个射电望远镜。三个中国望远镜隶属中国科学院的云南天文台、上海天文台与新疆天文台。图片来源:Paul Boven

2017年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲处女座(Virgo)引力波探测器等多家机构,共同宣布人类首次探测到来自双中子星并合的新型引力波,并“看到”这次并合事件发出的电磁信号。

这一事件相关的辐射和X射线余晖延迟发生,高峰期出现在双中子星并合后的150天左右,之后相对快速地衰退。但科学家们对于解释余晖辐射的模型有不同看法,即制造出的伽马射线暴与余晖的喷流到底是什么样的形态?其中一种解释是喷流受阻,无法干净利落地避开双中子星并合期间喷出的富含中子的物质;另一种则是喷流无阻,其周围包裹着一种被称为“茧”的广角外向流。去年的观测数据相对支持第二种模型。

然而,此次为了最终确定具体结构,由意大利科学家领导的小组利用分布于全球五大洲的32座独立的射电望远镜(其中3个分别位于中国的昆明、上海、乌鲁木齐)构成的阵列,对事件爆发后长达207.4天的射电余晖(伽马射线暴的余晖)进行了观测。他们的研究表明:这既不是“茧”喷流,也不是受阻“呛住”的喷流,而是一个速度极高的恰似喷泉的真喷流,已经接近光速。

这是首次确定了双中子星并合所形成喷流的具体形态。研究人员认为,双中子星并合事件中,约有10%会形成这样的“宇宙喷泉”。(张梦然)

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