宇宙中最接近光速的“宇宙喷泉”

宇宙中最接近光速的“宇宙喷泉”

长期以来,天文学家猜测,此类爆炸事件是宇宙中包括金、银和铀等贵金属在内的大部分超重元素的起源。不管是你的结婚戒指,还是埃及法老的宝藏,亦或是摧毁广岛、至今仍对人类构成威胁的原子弹,它们所含的全部原子都是在响彻整个宇宙的“敲锣秀”中产生的。


中子星是恒星爆炸崩溃后坍缩而成的高密度核心。当一对中子星以接近光速的速度相互碰撞时,“敲锣秀”就会上演。中子星质量和太阳相当,直径却只有曼哈顿那么长,具有超强的磁场和引力场。

中子星是切实的星体,密度极大,仅一茶匙物质的质量就堪比珠穆朗玛峰。中子星发生碰撞时,会放射出包括伽马射线、X 射线和无线电波在内的全电磁波谱辐射,而这些都能被天体监测仪器捕捉到。

中子星融合的物体很可能是绕着对方转动的恒星残留物,两个残留物都膨胀变大,然后在超新星爆炸中死去(巨大恒星在 110 亿年前停止了发光),根据对它们旋转的合理估计,这些中子星约是太阳大小的 1.1 到 1.6 倍,正好位于已知的中子星大小范围内。


随着它们以每秒一千次的频率相互旋转着靠近对方,潮汐力将其表面向外拉起。大量被梅茨格博士称为“中子星内脏”的物质被喷射出来,融合过程中的两颗星周围形成了巨大的甜甜圈状物。

它们接触的瞬间,一道震荡波将更多的物质从星球的极地位置挤了出去,但环状物和极端的磁场将物质限制住,变成了超高速的喷射流,发出了放射性的伽马射线。

随着喷射流速度减缓,遇上星系中的气体,就开始发出 X 光线,然后是电磁波。

被称为中子的亚原子物质同时也在施展宇宙炼金术。普通物质的原子大部分是空的:只有一个小小带正电荷的原子核和不带电的中子被包裹在一片带负电荷的电子云中。然而在超新星爆炸带来的巨大压力下,这些电子会被挤压回质子,变成比原子核密度要大得多的中子。


双中子星并合会产生接近光速的喷流。

双中子星并合事件中,约有10%会形成“宇宙喷泉”。

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。


(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。)

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,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。

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。

© 2019 爱讯头条 秀色女神

京ICP证140141号 邮箱: joy611@126.com