“茧”模型解释中子星并合产生的电磁辐射

张梦然

2017年12月21日08:41  来源:科技日报
 
原标题:“茧”模型解释中子星并合产生的电磁辐射

  英国《自然》杂志19日在线发表的一篇天体物理学论文,深究了今年8月17日探测到的中子星并合所释放的伽马射线、X射线和无线电波的来源。他们提出:碰撞发生后,一束离轴辐射喷流并非无线电波余辉的来源,而一种“茧”模型才能最好地解释这些辐射。

  GW170817是首次探测到的来自双子星并合的引力波事件,它产生的辐射覆盖了整个电磁波段。其中,紫外、光学和近红外辐射,可以由并合中喷射出的重元素(比如铀和金)放射性衰变解释。然而,人们所观察到的伽马射线、X射线和无线电波辐射,则需要其他的解释。

  据一个稍早时间建立的模型,这些电磁波辐射可能来自于一束在并合中产生的强大辐射喷流。这个暗示中子星并合是短伽马暴(SGRBs)首要原因的模型,预测到了这束喷流的存在,而伽马射线暴的来源正是当前一大宇宙未解之谜。

  然而,美国加州理工学院的研究人员昆纳尔·莫雷及其同事,此次深入分析了中子星并合后的93天里,GW170817事件的无线电波光变曲线,表明它和以上描述的离轴喷流的辐射释放不一致。

  他们发现,一种“茧”模型才能最好地解释这些辐射。在这个模型设定的场景中,高速物质喷流喷出但是并没有彻底逃脱,将部分能量释放到更慢的“千新星”(即双中子星并合过程中产生的辐射加热抛射物,亮度达到千倍新星级别的现象)中。于是,一部分被“茧”包裹的物质,就脱离了这些发射速度较慢的物质。这解释了人们所观察到的伽马射线、X射线和无线电波辐射,而大部分喷流能量也被转移到“茧”中。

  此次研究中,团队成员并未发现喷流产生短伽马暴的直接证据,因此双中子星并合与短伽马暴之间的联系仍待考证。

(责编:张歌、熊旭)

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