GW170817 中子星合併事件已逾 3 年,X 射線餘輝仍怪異存在

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 16 日 14:59 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


從我們探測到 GW170817 雙中子星合併釋放之重力波至今已 3 年了,科學家也逐漸發現了怪異:理應在中子星碰撞後幾星期內就消失的 X 射線餘輝,居然過了 3 年都還存在。

2017 年 8 月 17 日,LIGO 與 Vergo 率先接收到天體合併的重力波訊號,併合事件後 1.7 秒,NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi)便偵測到伽瑪射線暴(編號 GRB 170817A),14 秒後 Fermi 的觸發系統自動發布 GCN 通知;而 LIGO 也在併合事件之後 6 分鐘發布了 GCN 通知。

併合事件發生 40 分鐘之後,LIGO/Virgo 團隊又發布了 GCN 報告,宣布非常可能發現伴隨伽瑪射線暴的中子星併合事件,於是世界各地望遠鏡醒了,紛紛在數小時內緊急轉向重力波訊號來源區域觀察,在全球望遠鏡的合作之下,天文學家終於確認發現了第一個雙中子星合併事件,且隨之觀察到千新星現象及各種輻射。

併合事件 15.3 小時後,雨燕衛星開始偵測到明亮的紫外線;併合事件 9 天後,錢卓拉 X 射線天文台開始偵測到 X 射線;併合事件 16 天後,甚大天線陣(Very Large Array,VLA)開始偵測到無線電波。

基於已知的科學模型預測,在最初伽瑪射線暴之後可以觀察到包含 X 射線、可見光、無線電等的餘輝(afterglow),這些輻射隨時間呈指數式衰減:X 射線持續幾個星期,可見光和無線電波能持續幾個月到一年,有些無線電波甚至可持續長達 25 年。

然而馬里蘭大學天文學家 Eleonora Troja 領導的國際團隊持續觀察 GW170817 事件,發現餘輝雖然在併合事件之後約 160 天達到峰值並迅速消失,但 X 射線至今依然能觀察到。

研究人員指出這有 3 種可能性,第一種是伽瑪射線暴的動力學與理論有所不同;第二種則是中子星碰撞後產生了噴流,而噴流穿過星際空間時產生自己的衝擊波,這些衝擊波會發出 X 射線;第三種則是中子星碰撞後可能遺留了什麼殘骸,而 X 射線來自這個遺骸。

天文學家還需要更多數據才能確定 X 射線來自何處,今年 12 月,一些望遠鏡會再次瞄準 GW170817 事件來源展開新一輪觀測,天文學家不確定他們會找到什麼,也許將帶來一個新故事。新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,MNRAS)。

(首圖來源:LIGO

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