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繭”模型解釋中子星并合產生的電磁輻射

時間:2017-12-25 作者:科技日報 閱讀:4258

英國《自然》雜志12月19日在線發表的一篇天體物理學論文,深究了今年8月17日探測到的中子星并合所釋放的伽馬射線、X射線和無線電波的來源。他們提出:碰撞發生后,一束離軸輻射噴流并非無線電波余輝的來源,而一種“繭”模型才能最好地解釋這些輻射。

GW170817是首次探測到的來自雙子星并合的引力波事件,它產生的輻射覆蓋了整個電磁波段。其中,紫外、光學和近紅外輻射,可以由并合中噴射出的重元素(比如鈾和金)放射性衰變解釋。然而,人們所觀察到的伽馬射線、X射線和無線電波輻射,則需要其他的解釋。

據一個稍早時間建立的模型,這些電磁波輻射可能來自于一束在并合中產生的強大輻射噴流。這個暗示中子星并合是短伽馬暴(SGRBs)首要原因的模型,預測到了這束噴流的存在,而伽馬射線暴的來源正是當前一大宇宙未解之謎。

然而,美國加州理工學院的研究人員昆納爾·莫雷及其同事,此次深入分析了中子星并合后的93天里,GW170817事件的無線電波光變曲線,表明它和以上描述的離軸噴流的輻射釋放不一致。

他們發現,一種“繭”模型才能最好地解釋這些輻射。在這個模型設定的場景中,高速物質噴流噴出但是并沒有徹底逃脫,將部分能量釋放到更慢的“千新星”(即雙中子星并合過程中產生的輻射加熱拋射物,亮度達到千倍新星級別的現象)中。于是,一部分被“繭”包裹的物質,就脫離了這些發射速度較慢的物質。這解釋了人們所觀察到的伽馬射線、X射線和無線電波輻射,而大部分噴流能量也被轉移到“繭”中。

此次研究中,團隊成員并未發現噴流產生短伽馬暴的直接證據,因此雙中子星并合與短伽馬暴之間的聯系仍待考證。

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