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中子星合并喷射流似乎四倍于光速?错觉

日期:2019-05-01

据美国太空新闻网站报道,一项最新研究报告称,2017年天文学家观测到的中子星合并事件,似乎以4倍光速的速度产生一股喷射流。

研究人员称,当然,这里的关键词是“似乎”,物理定律告诉我们太空中没有任何比光传播速度更快的物质。因此超光速运动仅是一种错觉,这是由于喷射流速度非常快,并且它们几乎直接朝向我们喷射。

研究合著作者亚当·戴勒(Adam Deller)是澳大利亚斯文本科技大学天文学家,他说:“基于我们的分析数据,这个喷射流很可能非常狭窄集中,但为了匹配我们的观测结果,喷射流必须以97%光速的速度向外喷射。”

戴勒和他的同事加州理工学院昆瑙·莫勒(Kunal Mooley)使用各种射电望远镜研究中子星碰撞,此次碰撞被称为GW170817碰撞事件。

GW170817是首次记录的两颗中子星碰撞事件,中子星是超新星爆炸中超大质量恒星超密集残骸,该事件距离地球大约1.3亿光年。同时,它开启了“多样化信号天文学”时代——第一个通过引力波和电磁辐射探测到的天文事件。

该事件之所以命名为GW170817,是为了纪念那些引力波事件,同时也是记录该天文事件的时间——2017年8月17日。

科学家认为,中子星合并产生强烈爆炸,将一层物质抛向了太空。在这个壳层结构中,合并的中子星形成一个黑洞,它开始吞噬大量的气体和灰尘。这些物质在黑洞周围形成一个快速旋转的盘状结构,研究小组成员称,不久之后这种黑洞盘状结构两极区域开始喷发物质流。

目前尚不清楚是否喷射流会冲破最初爆炸形成的残骸壳,但是莫勒和研究小组的观测结果表明,在探测到GW170817事件之后的第75天和第230天,的确发生了这种现象。

最初,喷射流与喷射出来的残骸发生交互,形成一种茧状结构,它的移动速度比喷射流自身移动更慢,但最终喷射流冲破茧状结构束缚,进入星际空间之中。

研究报告合著作者、以色列特拉维夫大学理论学家奥尔·戈特利布(Ore Gottlieb)在一份声明中称,我们的解释观点是茧状结构控制了射电释放,直到合并后60天,在随后的时间里射电释放是由喷射流主导的。

在两次观测之间的155天里,喷射流指向了地球,似乎向前跳跃了2光年,这一距离暗示着其速度是光速的4倍,但事实上这仅是一种幻觉而已。

最新研究结果表明,中子星合并是短时间伽马射线暴的重要来源。他们补充称,对于探测到的高能量光喷发,中子星碰撞产生的喷射流几乎要对准地球方向。

美国国家射电天文台科学基金会项目主任乔·佩谢(Joe Pesce)称,中子星合并事件非常重要,其原因有许多,同时,该事件提供的信息继续让天文学家感到惊奇。喷射流是在许多宇宙环境中都能观测到的神秘现象,并且目前电磁波谱中观测到独特的观测数据,将有助于我们更好地理解中子星碰撞事件,更好地理解它们是如何发生交互作用。

这项最新研究结果发表在9月5日出版的《自然》杂志上。