钱卓拉X射线天文台从千新星中检测到类似音爆的余晖

一般观测到的重力波事件通常来自于两个黑洞并合所产生，但是GW170817则是由于两个中子星并合而形成。 GW170817于2017年8月首次被探测到，通过各式的望远镜看到了不同波段光谱，直至目前钱卓拉X射线天文台仍持续对其进行观测。 由钱卓拉观测到的X射线数据显示，其存在一个狭窄的喷流，此喷流随着时间而减速且扩散，这项研究提供了中子星并合后发生类似音爆般X射线的证据。 GW170817是第一个，同时检测到重力波和电磁辐射的中子星并合事件，利用不同波段的观测，为天文学家提供了关于中子星并合和其他相关现象的物理学讯息。

钱卓拉观测GW170817至今四年多来，天文学家认为在中子星合并后，其爆炸过程中形成铂和金等放射性元素的衰变，产生可见光和红外光，这种光爆发被称为千新星（Kilonova）。 换句话说，千新星是因中子星并合而产生的天文现象。 事实上，在这事件中首先观测到重力波，之后数小时才从GW170817检测到可见光和红外光。 天文学家猜测，中子星并合产生了一股没有直接指向地球的高能粒子喷流，这也是为什么钱卓拉最初没有看到X射线的原因。 尔后，因与周围的气体和尘埃碰撞，喷流的速度因此减慢并扩大开来，这使得钱卓拉观测到的X射线增加，随后在2018年初下降，但至2020年底以来，钱卓拉探测到的X射线则一直保持在几乎恒定的状态。 从钱卓拉在2020年12月和2021年1月所拍摄的数据中，显示了来自GW170817及其宿主星系NGC 4993中心X射线发射，研究团队认为此稳定的X射线，可能来自于千新星爆炸产生的冲击波撞上GW170817周围的气体。 被这种冲击加热的物质会在X射线中稳定发光，从而产生千新星余辉，就如同钱卓拉所观测到的那般。

或者还有另一种解释，X射线是来自于坠入中子星并合后形成的黑洞的物质。 研究人员表示检测到千新星余辉意味着并合并不会立即产生黑洞，而此也提供了一个机会，让天文学家得以研究物质是如何在黑洞诞生几年后落入黑洞的。 无论是哪一种情况，都使我们有机会研究和理解以前从未观察到的新物理过程。 该研究成果发表于《Astrophysical Journal Letters》期刊上。 （编译/赵瑞青）

艺术家说明两颗中子星并合时发生的强大事件。 图片来源：NASA

资料来源：Sci-News

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