双中子星整合后出现的稳定X射线,可能是千新星余晖

在2017年探测到双中子星整合事件后3年半,科学家发现撞击之后该处仍稳定辐射着X射线,新研究认为很可能是千新星(kilonova)余晖。

2017年8月17日,人类首次探测到一场由双中子星碰撞引发的重力波事件GW170817,也是迄今为止唯一一个在检测到重力波的同时发现电磁辐射的宇宙爆炸事件。结合多种不同电磁波谱的观测,科学家们收集了大量中子星整合现象的物理知识,然而NASA钱德拉拉X射线天文台是目前唯一一个在该事件发生4年多后,仍能够探测到光的天文台。

天文学家认为,中子星整合后,碎片会从铂、金等放射性元素衰变中产生可见光和红外光,称为千新星(kilonova)现象,事实上,GW170817事件在侦测到引力波几小时后,其他望远镜就跟着检测到可见光和红外光,在当时证实了千新星起源。

而中子星整合产生了一股未直接指向地球的高能粒子流,因此钱德拉拉望远镜最初没看到X射线,但随着喷流与周围气体尘埃碰撞时减速扩大,钱德拉拉望远镜开始观测X射线增加,然后于2018年初下降。

但从2020年底迄今,钱德拉拉望远镜又发现X射线开始维持在恒定值,对此科学家认为X射线很可能来自千新星余晖──类似飞机音爆的冲击波加热材料并稳定发射X射线,见底下印象图,蓝色代表形成千新星的碎片,周围环绕着橙色与红色冲击波。

但也有另一解释认为X射线来自坠入黑洞的物质,但检测到千新星余辉就代表双中子星整合后不会立即产生黑洞。为了区分X射线来源,天文学家将继续监测GW170817的X射线与无线电波,如果它是千新星余晖,则无线电辐射将随时间推移变得更亮,且接下来数月或数年能再次被检测到;如果是一个新形成的黑洞,那么X射线辐射应该会维持稳定或迅速下降,且随时间推移不会再检测到无线电辐射。

(首图来源:NASA)

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