僅存在不到 1 秒，短伽馬射線暴數據發現短命「超重中子星」

當 2 顆中子星碰撞並塌縮成黑洞前，理論上會有不到 1 秒時間暫時形成「超重中子星」，大小幾乎為典型中子星 2 倍。最近，天文學家在研究短伽馬射線暴舊檔案時發現了超重中子星存在。

一顆典型中子星質量介於太陽質量 1.35～2.1 倍，低於下限可能是白矮星，超過奧本海默-沃爾可夫極限（3.2 倍太陽質量）則會持續發生重力坍縮，無可避免地產生黑洞。

當 2 顆中子星相互靠近並碰撞，引起的時空漣漪會傳遍整個宇宙，在我們眼中會看到兩者瞬間合併成一個巨大緻密的物體，然而若我們像電影那般凍結時間，事實上我們會看見 2 顆中子星碰撞之後，於短短幾百毫秒內瞬間合併成 1 顆超大質量中子星（hypermassive neutron star，HMNS），然後以比眨眼更快的速度變成黑洞。

過去天文學家研究此物體方法有限，因為探測器對 HMNS 本身發出的頻率不太敏感。現在，天文學家可能找到了判斷 HMNS 的另一條途徑：短伽馬射線暴（short gamma-ray burst）。

馬里蘭大學學院市分校團隊指出，一些 HMNS 在垂死瞬間會發出短伽馬射線暴，可能每秒閃爍數千次，具有比其他粒子更強的特徵頻率，只要確定這種閃爍的精確速率，便有機會深入了解 HMNS 的大小與自旋速率。

此前尚未發現此類伽馬射線振盪，於是研究人員分析了 NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡、尼爾·格雷爾斯雨燕天文台、康普頓伽瑪射線天文台的檔案數據，從 700 多個事件中找到符合超大質量中子星產生的準週期振盪（QPO），分別為 GRB 910711 和 GRB 931101B。

分析結果表明振盪頻率約每秒 2,600 次，代表超大質量中子星每秒至少旋轉 1,300 次，這種速度比目前已知轉速最快的脈衝星還要高 2 倍。

研究人員希望 2030 年代更先進的重力波探測器能研究更多 HMNS 產生的時空漣漪，與此同時，科學家會繼續在短伽馬射線事件中尋找它們的蹤跡。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。

• Astronomers find signatures of short-lived, hypermassive neutron stars
• ASTRONOMERS FIND A WAY TO DETECT A BIZARRE STELLAR OBJECT THAT EXISTS FOR JUST A FEW MILLISECONDS
• NASA’s Retired Compton Mission Reveals Superheavy Neutron Stars

（首圖來源：NASA）