这个“千新星”的光芒如此之亮,以至于违背了常理

一个奇异的宇宙天体可能位于其中心。
An artist's representation of the kilonova spotted by telescopes like Hubble. Kilonovas are as much as 1,000 times brighter than typical novas.
哈勃等望远镜观测到的千新星的艺术表现图。千新星比普通新星亮 1000 倍。NASA、ESA 和 D. Player (STScI)

今年 5 月,天文学家在多种仪器上观测到了一个压倒性的伽马射线脉冲。他们对此感到好奇,并争先恐后地将望远镜对准了源头。他们的努力得到了回报——使用哈勃空间望远镜、斯威夫特天文台和其他几个地面望远镜,他们看到了两个中子星碰撞在一起,产生了一个极其明亮的红外光闪光。

事情变得更奇怪了。正如西北大学研究人员在其 arXiv 研究(该研究于昨天宣布将在《天体物理学杂志》上发表)中所指出的那样,红外光的强度是应有强度的 10 倍。这意味着这两个恒星在碰撞时可能产生了奇怪的东西。

“令人惊讶的是,哈勃在爆发三天后就能拍到一张图像,”西北大学天文学家兼首席作者文-法伊·方(Wen-fai Fong)在一份 新闻稿中说。“当哈勃在 16 天和 55 天后再次观测时,我们知道我们不仅捕捉到了正在衰减的[合并],而且还发现了一些非常不寻常的东西。”

通常,当研究人员看到像 5 月份那样的伽马射线爆发时,他们会期望找到一个超亮的千新星——这是由重元素衰变产生的余辉,其亮度可以达到普通新星的 1000 倍——以及一个黑洞。中子星的质量与我们的太阳大致相同,但被压缩成一个普通城市的大小。所以当两个中子星碰撞时,它们会产生巨大的冲击力。

但是,没有多少证据表明碰撞地点存在黑洞。“根据我们对这次爆炸的无线电和 X 射线辐射的了解,这根本不匹配,”方在另一份 新闻稿补充说。“我们用哈勃发现的红外辐射太亮了。在试图将这次伽马射线爆发的拼图碎片拼合起来时,有一块拼图没有正确地契合。”

为了解释这种不匹配,该团队提出,与其是一个黑洞,不如是这次超强碰撞可能诞生了一个被称为磁星(magnetar)的天体。正如我们 之前报道过的那样,磁星是巨大的、超质量的磁体,大小相当于城市。在此发现之前,没有人真正确定这些神秘天体是如何形成的——幸运的是,这项新研究可能会成为更好地理解这一点的一个起点。

如果该天体确实是一个磁星,它应该在几年后发射出特定波长的光(类似于无线电波长)。这将给团队一个机会来证实他们的假设,并继续揭示更多关于磁星的信息。

“到目前为止,我们只有一个已确认且采样良好的千新星,”该研究的作者吉莉安·拉斯蒂内贾德(Jillian Rastinejad)在另一份 新闻稿中说。“所以,发现一个看起来如此不同的新潜在千新星尤其令人兴奋。现在我们有了一个非常明亮的候选千新星,我期待着短伽马射线爆发和中子星合并在未来为我们带来的新惊喜。”

 

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杰西卡·博迪

特刊项目副主编

杰斯·博迪于 2019 年在 PopSci 担任编辑助理。自那以来,她曾协助编辑科学版块,制作过健康系列节目“试管婴儿”,现在作为特刊项目主编,她负责音频项目。


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