哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察到中子星合并引發(fā)的爆炸與噴射事件GW170817

2025-11-23 19:10:01 分類：探索 閱讀(78199)

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察到中子星合并引發(fā)的爆炸與噴射事件GW170817
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：每秒超過(guò)299,000,000米--一個(gè)超快的噴射現(xiàn)象從一次中子星碰撞事件中出現(xiàn)。中子星是太空大質(zhì)量恒星爆炸后幸存的"垃圾壓縮"核心。盡管重量超過(guò)了我們的望遠(yuǎn)成都兼職網(wǎng)紅上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供一二線城市真實(shí)上門外圍上門外圍女，快速安排30分鐘到達(dá)太陽(yáng)，但它們可以裝進(jìn)紐約市。鏡觀件在這種無(wú)法想象的中星炸噴密度下，一茶匙的射事表面物質(zhì)在地球上至少有40億噸重。
上圖是哈勃合并藝術(shù)家對(duì)兩顆中子星碰撞的印象。兩顆密集的太空恒星殘余物之間的碰撞釋放出1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)恒星新星爆炸的能量。在碰撞的望遠(yuǎn)后果中，一個(gè)噴燈式的鏡觀件輻射射流以近乎光速的速度噴射出來(lái)。射流沿著一個(gè)被強(qiáng)大磁場(chǎng)限制的中星炸噴狹窄光束被引導(dǎo)。咆哮的射事成都兼職網(wǎng)紅上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供一二線城市真實(shí)上門外圍上門外圍女，快速安排30分鐘到達(dá)射流犁入并掃除了周圍星際介質(zhì)中的物質(zhì)。
想象一下，哈勃合并當(dāng)兩顆這樣凝結(jié)的太空炮彈迎面相撞時(shí)會(huì)發(fā)生什么。它們?cè)谝环N叫做引力波的望遠(yuǎn)現(xiàn)象中甚至攪動(dòng)了時(shí)間和空間的結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象可以由地球上的探測(cè)器測(cè)量。
這一爆炸事件被命名為GW170817，于2017年8月被觀測(cè)到。爆炸釋放的能量與超新星爆炸的能量相當(dāng)。這是第一次對(duì)中子星合并產(chǎn)生的引力波和伽馬輻射的聯(lián)合探測(cè)。
在摧古拉朽的的后果中，一股噴燈式的輻射以近乎光速的速度噴射出來(lái)，猛烈地撞擊著被湮沒(méi)的這對(duì)組合周圍的物質(zhì)。哈勃在碰撞后兩天就出現(xiàn)在了爆炸現(xiàn)場(chǎng)。天文學(xué)家用哈勃測(cè)量了射流撞上的一團(tuán)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)噴氣機(jī)以接近光的速度離開(kāi)爆炸現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，這團(tuán)物質(zhì)向外移動(dòng)，就像一片被花園水管中的水流卷入的樹(shù)葉。
從哈勃和射電望遠(yuǎn)鏡中收集到的令人難以置信的精確度，用來(lái)測(cè)量這個(gè)圓球的軌跡，相當(dāng)于測(cè)量從地球上看到的放在月球上的12英寸比薩餅的直徑。這是正在進(jìn)行的對(duì)中子星碰撞的調(diào)查中的一個(gè)重要分水嶺，這種碰撞一直響徹整個(gè)宇宙。
天文學(xué)家利用美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了一項(xiàng)獨(dú)特的測(cè)量，表明在兩顆中子星之間的巨大碰撞中，一股噴流以超過(guò)99.97%光速的速度被吹過(guò)太空。
這一爆炸性事件被稱為GW170817，發(fā)生在2017年8月。爆炸產(chǎn)生的能量堪比超新星爆炸。這是第一次從雙中子星合并中一起檢測(cè)到引力波和伽馬射線。
這是研究這些非凡碰撞的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。除了發(fā)現(xiàn)引力波外，全世界和太空中的70個(gè)觀測(cè)站都看到了這次合并的后果，涉及大片的電磁波譜。這標(biāo)志著時(shí)域和多信使天體物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展，它利用包括引力波和光在內(nèi)的一些"信使"來(lái)分析宇宙在時(shí)間上的進(jìn)展。
僅僅兩天后，科學(xué)家們迅速將哈勃對(duì)準(zhǔn)了爆炸的位置。中子星坍縮成一個(gè)黑洞，其強(qiáng)大的引力開(kāi)始吸引物質(zhì)向它靠近。這些物質(zhì)迅速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了從其兩極向外移動(dòng)的噴流。咆哮的射流撞上了爆炸碎片的擴(kuò)大外殼，并卷起了碎片，這包括一個(gè)物質(zhì)圓球，極端速度的噴射就是在這里發(fā)生。
盡管該事件發(fā)生在2017年，但科學(xué)家們花了幾年的時(shí)間來(lái)弄清楚如何分析哈勃的數(shù)據(jù)以及來(lái)自其他望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，以描繪出這幅完整的畫(huà)面。
哈勃的觀測(cè)結(jié)果與美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的多個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果相結(jié)合，共同進(jìn)行超長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）。無(wú)線電數(shù)據(jù)是在爆炸后75天和230天拍攝的。
加州帕薩迪納加州理工學(xué)院的Kunal P. Mooley說(shuō)："我很驚訝哈勃能給我們提供如此精確的測(cè)量，這可以與遍布全球的強(qiáng)大的射電VLBI望遠(yuǎn)鏡所達(dá)到的精度相媲美，"他是最近發(fā)表在《自然》雜志上的論文的主要作者。
除了VLBI之外，作者還使用了哈勃數(shù)據(jù)和來(lái)自歐空局（歐洲航天局）蓋亞衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，以達(dá)到極度精確。馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的杰伊-安德森說(shuō)："花了幾個(gè)月的時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，才做出這個(gè)測(cè)量。"
噴流看上去超過(guò)了光速，其實(shí)不是
通過(guò)結(jié)合不同的觀測(cè)數(shù)據(jù)，他們能夠準(zhǔn)確地確定爆炸地點(diǎn)。哈勃的測(cè)量結(jié)果顯示，噴流以七倍于光速的表面速度移動(dòng)。無(wú)線電觀測(cè)顯示噴氣機(jī)后來(lái)減速到比光速快四倍的表面速度。但在現(xiàn)實(shí)中，沒(méi)有什么能超過(guò)光速，所以這種"超光速"運(yùn)動(dòng)是一種假象。因?yàn)閲娚涞木跋髱缀跏且怨馑俳咏厍虻模运谏院髸r(shí)間發(fā)出的光的距離更短。從本質(zhì)上講，噴射現(xiàn)象本身是在追趕自己的光。實(shí)際上，發(fā)射光的間隔時(shí)間比觀察者想象的要長(zhǎng)。這導(dǎo)致物體的速度被高估了，在這種情況下，似乎測(cè)量起來(lái)它的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了光速。
加州大學(xué)伯克利分校的盧文斌說(shuō)："我們的結(jié)果表明，噴氣機(jī)在發(fā)射時(shí)至少以99.97%的光速運(yùn)動(dòng)。"
哈勃測(cè)量結(jié)果與2018年宣布的VLBI測(cè)量結(jié)果相結(jié)合，大大加強(qiáng)了長(zhǎng)期以來(lái)推測(cè)的中子星合并和短時(shí)伽馬射線暴之間的聯(lián)系。這種聯(lián)系需要一個(gè)快速移動(dòng)的噴流出現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)在GW170817中測(cè)量到。
這項(xiàng)工作為更精確地研究由LIGO、Virgo和KAGRA引力波觀測(cè)站探測(cè)到的中子星合并鋪平了道路。在未來(lái)幾年有了足夠大的樣本，相對(duì)論射流的觀測(cè)可能為測(cè)量宇宙的膨脹率提供另一條線索，這與一個(gè)被稱為哈勃常數(shù)的數(shù)字有關(guān)。
目前，早期宇宙和附近宇宙的哈勃常數(shù)估計(jì)值之間存在差異，這是當(dāng)今天體物理學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。不同的數(shù)值是基于哈勃和其他天文臺(tái)對(duì)Ia型超新星的極其精確的測(cè)量，以及歐空局普朗克衛(wèi)星的宇宙微波背景測(cè)量。更多關(guān)于相對(duì)論噴流的觀點(diǎn)可以為試圖解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)的天文學(xué)家們?cè)黾佑杏玫男畔ⅰ?