比對新舊數據,天文學家可能挖出另一個雙中子星併合事件

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 22 日 14:02 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly

2017 年時,LIGO 首度發現由中子星合併引發的重力波事件 GW170817;但現在,美國馬里蘭大學團隊從 2015 年舊數據發現了極其類似的事件 GRB150101B,雖然當時 LIGO 沒有探測到重力波,但研究人員認為兩者很可能都是來自兩顆中子星合併的「直系親屬」事件。



GRB150101B 事件是 NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope,GLAST)於 2015 年探測到的伽瑪射線暴(gamma-ray burst),但天文學家針對此次爆發利用其他望遠鏡如:錢卓拉 X 射線天文望遠鏡、哈伯太空望遠鏡、Discovery 天文望遠鏡(DCT)等進行的後續分析表明,GRB150101B 伽瑪暴事件與 GW170817 重力波事件兩者很可能息息相關:都是兩顆中子星合併引發的天文現象。

研究主要作者、馬里蘭大學學院市分校(UMCP)天文學家 Eleonora Troja 指出,雙中子星合併會產生高能粒子噴流,噴流又帶來強烈短伽瑪射線暴(short GRB,持續 2 秒以下),而在 GW170817 事件中,證明了中子星合併會帶來時空漣漪重力波。

進一步研究結果表明,GRB 150101B 事件與 GW170817 事件都產生了非常短暫的伽馬射線爆發,也都是天空中極其明亮、持續時間很長的 X 射線源,光源大多落在藍光波段;基於哈伯太空望遠鏡與 Discovery 天文望遠鏡的觀測顯示,兩者宿主星系也很相似,都是明亮的橢圓星系,且星系內恆星都形成於數十億年前,沒有新生恆星形成。

▲ 錢卓拉 X 射線天文望遠鏡觀測下的 GRB 150101B 事件。(Source:NASA

馬里蘭大學學院市分校共同作者 Geoffrey Ryan 表示,這兩事件行為相同、也來自類似家園,所以也很可能來自同類型天體。

GRB 150101B 事件和 GW170817 事件最大的差別在於,GW170817 重力波事件距離地球約 1.3 億光年,而 GRB 150101B 伽馬暴事件距離地球約 17 億光年,LIGO 雖然從 2015 年初開始投入檢測,但很可能是因為 GRB 150101B 事件距離太遠,所以沒發現重力波。

對天文學家來說,GW170817 事件也成為一種「天文標記」,可以用來識別距離非常遙遠的爆發事件;此外,儘管天文學家已經發現了不少伽馬射線爆發,但如果沒有 X 射線或其他光學觀測數據,伽馬暴事件來自宇宙何方也很難被精確定位,如果慢慢融入中子星合併相關數據,也許天文學家就能開始從既有數據庫中發現以前被忽略的事情,比如近幾年才新定義的千新星(kilonova)天文現象。

千新星亮度比典型新星還要高 1,000 倍,在過程中產生「快中子捕獲過程」(R-過程)以形成比鐵更重的元素,比如黃金、鈾、銀等,而 Eleonora Troja 說,若生成銀,則在望遠鏡觀測下圖像會帶有藍光,若生成金或鉑,望遠鏡觀測下圖像會增加一些紅光。未來有天,我們可以在不直接觀察伽馬射線爆發的情況下發現千新星。

新論文發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

(首圖來源:LIGO

延伸閱讀: