天文学家发现具有里程碑意义的中子星碰撞

自具有里程碑意义的重力波探测到中子星合并以来已经三年了。从那天起，由马里兰大学天文学家Eleonora Troja领导的国际研究人员团队一直在持续监视随后的辐射发射，以提供有关此类事件的最完整描述。

他们的分析为X射线在模型预测它们会停止之后很长一段时间内继续从碰撞中放射出来提供了可能的解释。研究还表明，当前的中子星和紧凑体碰撞模型缺少重要的信息。这项研究于2020年10月12日发表在《皇家天文学会月刊》上。

“我们正在进入我们的中子理解一个新的阶段明星，”特罗哈，在天文学的UMD署副研究科学家和论文的主要作者。“我们真的不知道从现在开始会发生什么，因为我们所有的模型都没有预测到X射线，我们很惊讶地发现碰撞事件发生1000天后看到它们。可能要花几年的时间才能找到答案。发生了什么，但我们的研究为许多可能性打开了大门。

Troja团队研究的中子星合并GW170817最早是从2017年8月17日由激光干涉仪引力波天文台及其对应的处女座探测到的引力波中识别出来的。数小时之内，世界各地的望远镜开始观察电磁辐射，包括伽玛射线爆炸发出的射线和光。这是天文学家第一次也是唯一一次能够观测到与重力波有关的辐射，尽管他们早就知道这种辐射会发生。迄今为止观察到的所有其他引力波均来自太弱和太远而无法从地球探测到辐射的事件。

在检测到GW170817之后的几秒钟内，科学家记录了最初的能量射流，即所谓的伽马射线爆发，然后记录了较慢的千伏新星，这是一团气体气体在最初的喷气流后面爆发。千伏新星发出的光持续了大约三个星期，然后消失了。同时，在首次检测到重力波的9天后，望远镜观测到了它们以前从未见过的东西：X射线。基于已知天体物理学的科学模型预测，当中子星碰撞产生的初始射流穿过星际空间时，会产生自己的冲击波，该冲击波会发出X射线，无线电波和光。这被称为余辉。但是这种余辉从未见过。在这种情况下，余辉在检测到重力波后约160天达到峰值，然后迅速消失。但是X光仍然存在。

这项新的研究论文为长寿命的X射线发射提出了一些可能的解释。一种可能性是，这些X射线代表了碰撞余辉的全新特征，并且伽马射线爆发的动力学与预期有所不同。

美国太空总署戈达德太空飞行中心的研究员特罗亚说：“发生的碰撞离我们如此之近，以至看不见它打开了我们很少接触的整个过程的窗口。” “可能有一些物理过程我们没有包含在我们的模型中，因为它们在喷射形成时与我们更熟悉的早期阶段无关。”

另一种可能性是，在辐射初始射流之后的千变新星和不断扩大的气体云可能会产生自己的冲击波，需要更长的时间才能到达地球。

UMD天文学系博士后兼作者之一Geoffrey Ryan说：“我们看到了新星，因此我们知道那里有气云，而且它的冲击波产生的X射线可能刚刚到达我们的身旁。研究。“但是我们需要更多的数据来了解我们是否正在寻找。如果是的话，它可能会给我们提供一种新的工具，这些工具是我们之前从未认识到的这些事件的特征。这可能有助于我们找到中子星碰撞以前的X射线记录。”

第三种可能性是，碰撞后可能遗留了一些东西，可能是发射X射线的中子星的残留物。