【博科园-科学科普】 2016年2月来自激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家宣布首次发现引力波。在爱因斯坦的广义相对论预言了一个多世纪后终于证明了这一现象的存在。在2017年8月当LIGO探测到被认为是由中子星合并引起的波时，另一个重大突破发生了。此后不久LIGO、先进的室女座和费米伽马射线太空望远镜的科学家们就能够确定中子星合并的地点。虽然许多研究都集中在这一合并的副产品上，但来自德克萨斯大学奥斯汀分校和Eureka Scientific的研究人员的一项新研究却选择了把注意力集中在他们认为可能是黑洞的遗迹上。
两颗合并中子星。窄波束表示伽马射线暴，而涟漪的时空栅格显示了合并的特征的各向同性引力波。从合并恒星中喷射出的漩涡状物质是能量较低的光源的可能来源。图片版权：National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonne
研究小组查阅了钱德拉x射线天文台的数据，研究了超新星合并的结果。研究小组最近在网上发表了题为“GW170817极有可能是黑洞”的研究。这一数据是在2017年12月3日和6日，即合并后的108天内在自由时间观察中获得的。这一数据显示x光波段的光曲线增加，与先前由同一团队进行的研究报告所报告的无线电通量增加相一致。这些组合的结果表明,广播和x射线产生在同一来源,合并后,光变曲线上升可能是因为增加加速带电粒子在外部冲击-地区流出的气体与星际介质交互。
正如他们在研究中所指出的那样，这可能被解释为由合并形成的更大的中子星或黑洞：合并两个中子星质量1.48±0.12 M和1.26±0.1M——合并对象的质量是2.74 + 0.04 - -0.01 M…可能导致中子星或黑洞。在一段时间内，可能还会有一块碎片被吸进中心物体，这可能是keV x射线的来源。该研究小组还排除了在x射线光度上升中可以解释的各种可能性。基本上，他们得出的结论是，x射线的光子不是来自一个碎片圆盘，而这是两个中子星合并后遗留下来的。他们还推断出，它们不会由来自残骸的相对论喷射流产生，因为在102天之后，流量会大大降低。
中子星的碰撞产生强大的伽马暴和像黄金这样的重元素。图片版权：Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
所有这些都表明，残骸更可能是黑洞，而不是超级大质量的中子星。如果合并对象hyper-massive中子星赋予一个强大的磁场,那么x光光度与偶极辐射会大于观察光度事件后10天,但远小于观测通量t ~ 100天。这就反对在这次合并中形成超级大的中子星。最后但并非最不重要的是，他们考虑了合并后大约100天的x射线和无线电辐射。这些气体的最佳解释是来自于由合并引起的冲击(而不是残留本身)的持续排放，因为这些气体的排放将继续在剩余的星际介质中传播。结合早期的x射线数据，这一切都指向了GW170817现在是一个黑洞。
对引力波的首次探测预示着天文学研究的新时代的来临。从那时起，像LIGO、高级室女座和GEO 600这样的观测站也受益于信息共享和新的研究，这些研究表明，合并比以前认为的更普遍，并且重力波可以用来探测超新星内部。通过这项最新的研究，科学家们已经了解到，它们不仅能够探测到由黑洞合并引起的波，而且还能探测到它的产生。同时它也显示了对宇宙的研究是如何发展的。天文学不仅发展到我们能够研究更多可见宇宙的程度，而且还能研究看不见的宇宙。
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参考：LIGO, arXiv
作者：Matt Williams
内容：“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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