宇宙碰撞:大规模太空爆炸中锻造生命的必需要素

宇宙碰撞:大规模太空爆炸中锻造生命的必需要素科学家在中子星合并产生的伽马射线爆发GRB230307A中观察到了稀有化学元素。这一发现挑战了当前对伽马射线暴的理解,并提供了对宇宙元素组成的见解。天文学家观察到在有史以来第二亮的伽马射线爆发中稀有化学元素的产生,为重元素的形成方式提供了新的线索。研究人员观察了异常明亮的伽马射线暴GRB230307A,它是由中子星合并引起的。使用一系列地面和天基望远镜观测到这次爆炸,包括美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜、费米伽马射线太空望远镜和尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台。由伯明翰大学专家组成的国际研究小组于10月25日在《自然》杂志上发表了他们的研究结果,透露他们在爆炸后发现了重化学元素碲。维持地球生命所需的其他元素,如碘和钍,也可能是爆炸(也称为千新星)喷射出的物质之一。千新星和宿主星系一组科学家使用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察了异常明亮的伽马射线暴GRB230307A及其相关的千新星。千新星(由中子星与黑洞或另一中子星合并而产生的爆炸)极其罕见,因此很难观测到这些事件。韦伯的高灵敏度红外能力帮助科学家确定了产生千新星的两颗中子星的家庭地址。这张来自韦伯NIRCam(近红外相机)仪器的图像突出显示了GRB230307A的千新星及其前母星系以及其他星系和前景恒星的局部环境。中子星被踢出它们的母星系,行进了大约12万光年的距离,大约是银河系的直径,几亿年后最终合并。图片来源:NASA、ESA、CSA、STScI、AndrewLevan(IMAPP、Warw)该研究的合著者、伯明翰大学天文学助理教授BenGompertz博士解释道:“伽马射线暴来自以接近光速行进的强大射流,在这种情况下是由两个中子星之间的碰撞驱动的。”这些恒星花了数十亿年的时间相互螺旋运动,然后碰撞产生了我们今年三月观察到的伽马射线爆发。合并地点大约是它们所在星系外银河系的长度(约120,000光年),这意味着它们肯定是一起发射出去的。”冈珀茨解释说:“碰撞中子星提供了合成非常重元素所需的条件,这些新元素的放射性光芒为我们在爆炸消退时检测到的千新星提供了动力。千新星极其罕见,并且很难观察和研究,这就是为什么这一发现如此令人兴奋。”GRB230307A是迄今为止观测到的最亮的伽马射线暴之一,比整个银河系的总和还要亮一百万倍以上。这是中子星合并后第二次利用光谱观测检测到单个重元素,为了解这些生命所需的重要组成部分是如何形成的提供了宝贵的见解。该研究的主要作者、荷兰拉德堡德大学天体物理学教授安德鲁·莱万(AndrewLevan)表示:“距离德米特里·门捷列夫(DmitriMendeleev)写下元素周期表仅150多年,我们现在终于可以开始填补最后的空白了。多亏了詹姆斯·韦伯望远镜,我们才能了解一切事物是在哪里制造的。”了解伽马射线暴的持续时间GRB230307A持续了200秒,这意味着它被归类为长时间伽马射线爆发。这是不寻常的,因为持续时间不到两秒的短伽马射线暴更常见是由中子星合并引起的。像这样的长伽马射线爆发通常是由大质量恒星的爆炸性死亡引起的。研究人员现在正在寻求更多地了解这些中子星合并是如何进行的,以及它们如何为这些巨大的元素产生爆炸提供动力。该研究的合著者、伯明翰大学博士后研究员萨曼莎·奥茨博士(现为兰卡斯特大学讲师)表示:“就在几年前,像这样的发现是不可能的,但感谢詹姆斯·韦伯太空望远镜,我们可以观察到这些合并的精致细节。”冈珀茨博士总结道:“直到最近,我们还不认为合并能够为伽马射线爆发提供超过两秒的动力。我们的下一个工作是找到更多这样的长期合并,并更好地了解推动它们的因素,以及是否正在产生更重的元素。这一发现为我们对宇宙及其运作方式的变革性理解打开了大门。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392473.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1392473.htm

相关推荐

封面图片

异常强大的宇宙爆炸锻造出相当于300个地球质量的重金属

异常强大的宇宙爆炸锻造出相当于300个地球质量的重金属艺术家对中子星碰撞的印象,就像最近产生了一次强力伽马射线暴的碰撞一样图/A.Simonnet(索诺玛州立大学)和美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心新描述的事件被命名为GRB230307A,属于后一类。它于今年3月7日首次被美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜探测到,是迄今为止探测到的第二大最强GRB,仅次于2022年10月席卷地球的"万年一遇"爆发。闪光不仅极其明亮,而且持续了200秒--比中子星合并产生的大多数GRB长100倍。这项研究的合著者迈克尔-法斯诺(MichaelFausnaugh)说:"也许很难再去夸大它有多亮。在伽马射线天文学中通常计算的是单个光子。但由于光子数量太多,探测器无法分辨单个光子。这有点像表盘打到了最大值。"这场光秀的亮度和长度意味着它被世界各地的一系列天文台发现了,这使得天文学家能够三角测量出它的位置--靠近南天极的山案座。它来自大约9亿光年的距离,甚大望远镜显示,该事件的发射波长迅速从蓝色切换到红色,这是中子星碰撞的常见模式。最后,詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)对准该位置进行了更详细的研究。奇怪的是,GRB被追踪到了星系际空间,距离最近的星系也有12万光年之遥。GRB230307A被追踪到星系际空间的一个区域,最近的星系距离该区域约12万光年但最重要的是,这架望远镜首次捕捉到了碲的光谱指纹。这种重金属在地球上比铂金还稀有,但被认为在整个宇宙中相当常见。长期以来,人们一直怀疑碲会在中子星碰撞中产生,但这是第一次得到证实。研究小组估计,爆炸产生的碲总质量约为地球质量的300倍,还有碘等相关元素。这项研究的合著者本杰明-施耐德(BenjaminSchneider)说:"这一发现是我们对宇宙中重元素形成地点的认识向前迈出的重要一步,并展示了将不同波长的观测结果结合起来揭示这些能量极高的爆炸的新见解的威力。"这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393179.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1393179.htm

封面图片

一场长达两分钟的伽马射线爆发正在改变我们对GRB的认识

一场长达两分钟的伽马射线爆发正在改变我们对GRB的认识这个被称为GRB211211A的伽马射线暴在去年被探测到,这是大规模超新星的一个明显特征,天文学家称之为Kilanovas。爆发本身是惊人的,因为它持续了近两分钟。但是,使它如此引人入胜的并不是这个爆发的时间长度,而是它的来源让研究人员做了记录。根据一篇关于该爆发的新论文,研究人员认为它是由两颗中子星的合并引起的。但是合并的中子星被认为只产生短的伽马射线暴。因此,研究人员说,这个混合事件非常令人惊讶,可能会改变我们认为的关于伽马射线暴的所有整体认识。超新星经常导致伽马射线暴的发生,图为在一个遥远的星系中爆炸的超新星。图片来源/NASA/ESA/Hubble这些伽马射线暴本质上是发生在遥远星系的高能爆炸。它们可以持续几毫秒到几个小时,有些甚至是我们所见过的最亮的爆发,这些爆发中的第一个是由天文学家在20世纪60年代用Vela卫星观测到的。它们也被分成两种主要类型:短伽马射线暴和长伽马射线暴。短伽马射线暴可以持续不到两秒,而长伽马射线暴可以持续几分钟到几小时。这两种类型中的后者以前只被认为是在一颗大质量恒星变成超新星时发生的。但是当GRB211211A被探测到时,天文学家说他们知道它并不与超新星有关。相反,他们发现这是一个由两颗中子星合并引起的伽马射线暴,这是我们以前从未见过的。正是这种从未见过的行为,迫使天文学家改变他们对这些恒星爆发的整体看法。作为一个整体,这也提醒我们:认为我们对宇宙的一切了解都会随着我们的每一个新发现而发生巨大的变化。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334819.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334819.htm

封面图片

天文学家分析中子星合并过程 揭开宇宙重元素诞生的原理

天文学家分析中子星合并过程揭开宇宙重元素诞生的原理这次大爆炸释放出了一个伽马射线暴--GRB230307A,是50年观测中第二亮的伽马射线暴,比一般的伽马射线暴亮1000倍左右。GRB230307A于2023年3月7日首次被美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜探测到。科学家们利用多台太空和地面望远镜,包括美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)--有史以来发射到太空的最大、最强大的望远镜--能够在天空中精确定位伽马射线暴的源头,并追踪其亮度的变化情况。根据收集到的信息,研究人员确定这次爆发是两颗中子星在距离地球10亿光年的星系中合并形成千新星的结果。研究人员观察到了碲的证据,碲是地球上最稀有的元素之一。这一突破性发现使天文学家离解开比铁更重的元素的起源之谜又近了一步。"我是一名高能天体物理学家。我喜欢爆炸。我喜欢爆炸产生的伽马射线。但我也是一个真正关心基本问题的天文学家,比如重元素是如何形成的,"哈特曼说。克莱姆森大学物理和天文学系教授迪特尔-哈特曼。资料来源:克莱姆森大学伽马射线暴(GRBs)是伽马射线光的爆发,是光中能量最高的一种,持续时间从几秒到几分钟不等。最早的伽玛射线暴是在20世纪60年代由用于监测核试验的卫星探测到的。全球红外探测器的成因各不相同。长持续时间的全球记录光暴发是由超新星引起的,超新星是指一颗大质量恒星到达其生命尽头并爆发出光的时刻。持续时间较短的古雷暴是由两颗中子星合并(称为千新星)或一颗中子星和一个黑洞合并产生的。虽然GRB230307A只持续了200秒,但科学家们看到余辉的颜色从蓝色变成了红色,这是千新星的特征。"爆发本身实际上表明这是一个持续时间很长的事件,它应该是一个正常的超新星类型。但它有不寻常的特征。它不太符合长爆发的模式,"哈特曼说。"事实证明,这个放射性云团,这个千新星余辉,其中有所有这些核合成指纹,是双星合并的特征。令人兴奋的是,我们利用韦伯望远镜识别出了一种化学指纹,我们原本以为这种指纹会出现在短爆发中,但却在长爆发中看到了它。"哈特曼说,宇宙大爆炸产生了氢和氦。所有其他元素都是由恒星和星际介质中的过程产生的。"有些恒星的质量大到足以爆炸,它们会把这些物质送回气态环境,然后再制造新的恒星。因此,宇宙中存在着一种循环,它使我们的碳、氮、氧以及我们所需的所有物质变得更加丰富,我们称恒星为宇宙的大锅。"热核反应或聚变使恒星闪闪发光,这导致了更多重元素的相继产生。他说,轮到铁的时候,就没有多少能量可以挤出来了。那么,金和铀等重元素从何而来?"重元素有着特殊的起源。主要有两个过程。一个叫做快速过程,另一个叫做慢速过程。哈特曼说:"我们认为r过程发生在那些中子星合并中。"理论建模表明千新星当中应该产生碲,但詹姆斯-韦伯太空望远镜探测到的光谱线提供了实验证据。光谱线是连续光谱中的一条暗线或亮线。它是由原子或离子内部的跃迁产生的。哈特曼说:"我们认为这是一个相当可靠的鉴定,但并不能够像法庭上所说的那样排除合理怀疑。"研究的详细结果见科学杂志《自然》上发表的题为"JWST观测到的紧凑天体合并中的重元素生成"的论文:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06759-1编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422941.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422941.htm

封面图片

宇宙炼金术:韦伯望远镜首次窥见重元素碲的产生

宇宙炼金术:韦伯望远镜首次窥见重元素碲的产生研究人员利用各种望远镜观测到了一个明亮的伽马射线暴,揭示了中子星合并的过程,并探测到了稀有元素碲。这些发现源于千新星爆发,让人们对元素的产生有了更深入的了解,有望在未来有更先进的发现。由于詹姆斯-韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope)和一个高能事件的出现,天文学家现在离答案又近了一步:这是迄今为止探测到的第二亮的伽马射线暴,很可能是由两颗中子星合并引起的--它导致了一场被称为千新星的爆炸。利用韦伯望远镜惊人的灵敏度,科学家们首次从太空中捕捉到了千新星的中红外光谱,这标志着韦伯望远镜首次直接观察到了此类事件中的单个重元素。这幅由韦伯的近红外照相机(NIRCam)仪器拍摄的图像突出显示了GRB230307A的千新星和它的前宿主星系,以及它们所处的由其他星系和前景恒星组成的局域环境。这些中子星被踢出了它们的母星系,飞行了大约12万光年的距离,大约相当于银河系的直径,最终在几亿年后合并在一起。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、AndrewLevan(IMAPP、Warw)一个科学家小组利用多个太空和地面望远镜,包括美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜、美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜和美国宇航局的尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台,观测到了一个异常明亮的伽马射线暴--GRB230307A,并确定了产生爆炸的中子星合并产生了这个伽马射线暴。韦伯还帮助科学家们在爆炸的余波中探测到了化学元素碲。元素周期表中与碲相近的其他元素--如地球上大部分生命所需的碘--也可能存在于千新星喷出的物质中。千新星是中子星与黑洞或另一颗中子星合并后产生的爆炸。这项研究的第一作者、荷兰拉德布德大学和英国华威大学的安德鲁-莱万(AndrewLevan)说:"距离德米特里-门捷列夫(DmitriMendeleev)写下元素周期表仅有150多年的时间,现在我们终于可以开始填补这些最后的空白,了解万物是如何形成的。"这幅图表比较了詹姆斯-韦伯太空望远镜观测到的GRB230307A的千新星光谱数据和千新星模型。两者都显示在光谱中与碲相关的区域有一个明显的峰值,红色阴影区域。碲在地球上比铂还要稀有,韦伯望远镜对碲的探测标志着它首次直接观察到来自千新星的单个重元素。资料来源:NASA、ESA、CSA、JosephOlmsted(STScI)虽然中子星合并长期以来一直被理论认为是产生一些比铁重得多的稀有元素的理想"高压锅",但天文学家之前在获取确凿证据时却遇到了一些障碍。千新星极为罕见,因此很难观测到这些事件。短伽玛射线暴(GRBs),传统上认为是那些持续时间少于两秒的伽玛射线暴,可能是这些不常发生的并合事件的副产品。(相比之下,长伽马射线暴可能会持续几分钟,通常与大质量恒星的爆炸性死亡有关)。GRB230307A的情况尤其引人注目。它是费米伽马射线太空望远镜在3月份首次探测到的,是50多年来观测到的第二亮的伽马射线暴,比费米观测到的典型伽马射线暴亮大约1000倍。它还持续了200秒,尽管起源不同,但仍被牢牢地归入了长持续伽马射线暴的类别。"这次爆裂属于长时间爆裂。它并不接近边界。但它似乎来自一颗正在合并的中子星,"论文合著者、路易斯安那州立大学费米小组成员埃里克-伯恩斯(EricBurns)补充说。Webb的NIRCam(近红外照相机)拍摄到的GRB230307A千新星和中子星的前宿主星系的图像,并配有罗盘箭头、比例尺和颜色键以供参考。向北和向东的罗盘箭头表示图像在天空中的方位。请注意,相对于地面地图上的方向箭头(从上往下看),天空中的北方和东方之间的关系(从下往上看)是颠倒的。刻度条以角秒为单位,角秒是天空中角度距离的量度。1弧秒等于1/3600弧度。(满月的角直径约为0.5度)天空中覆盖1弧秒的物体的实际大小取决于它与望远镜的距离。这幅图像显示的是不可见的近红外光波长,这些波长已被转换成可见光颜色。色键显示了采集光线时使用的NIRCam滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、AndrewLevan(IMAPP、Warw)地面和太空中的许多望远镜通力合作,使得科学家们在首次探测到天体爆发时就能拼凑出有关这一事件的大量信息。这是卫星和望远镜如何合作见证宇宙变化的一个范例。在首次探测后,包括尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台在内的一系列来自地面和太空的密集观测开始行动,在天空中精确定位源,并跟踪其亮度的变化情况。这些伽马射线、X射线、光学、红外线和无线电观测结果表明,光学/红外线对应物很微弱,演化很快,而且变得非常红--这是千新星的特征。意大利INAF-布雷拉天文台的研究合著者OmSharanSalafia说:"这种类型的爆炸非常迅速,爆炸中的物质也在迅速膨胀。随着整个云的膨胀,物质迅速冷却,其光的峰值在红外线中变得可见,并在几天到几周的时间尺度上变得更红。"在以后的时间里,从地面上研究这颗千新星是不可能的,但现在的条件对于韦伯的近红外相机(NIRCam)和近红外摄谱仪(NIRSpec)来说,却是观测这个动荡环境的绝佳条件。光谱中的宽线显示出物质是以高速喷射出来的,但有一个特征非常明显:碲发出的光,这种元素在地球上比铂还要稀有。韦伯望远镜高度敏感的红外功能帮助科学家们确定了产生千新星的两颗中子星的"老家":距离合并地点约12万光年的一个螺旋星系。在事件发生之前,它们曾经是两颗普通的大质量恒星,在它们的母星系螺旋星系中形成了一个双星系统。由于双星之间存在引力束缚,两颗恒星分别在两个不同的场合被发射到了一起:其中一颗恒星以超新星的形式爆炸,变成了一颗中子星,而另一颗恒星也紧随其后。在这种情况下,尽管发生了两次爆炸颠簸,这两颗中子星仍然是一个双星系统,并被踢出了它们的母星系。这对中子星穿越了大约相当于银河系直径的距离,几亿年后才合并在一起。由于太空望远镜和地面望远镜以互补的方式研究宇宙变化的机会越来越多,科学家们预计未来会发现更多的千新星,例如,虽然韦伯望远镜能比以往任何时候都更深入地窥视太空,但美国宇航局即将推出的南希-格雷斯-罗曼太空望远镜的非凡视场将使天文学家能够侦察这些爆炸发生的地点和频率。英国伯明翰大学本-贡佩兹(BenGompertz)是这项研究的合著者之一。他表示:"随着我们观测次数的增加,模型也会随之改进,光谱也会随时间发生更多变化。韦伯无疑为我们做更多的事情打开了大门,它的能力将彻底改变我们对宇宙的认识。"这些发现已发表在《自然》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392633.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1392633.htm

封面图片

天文学家发现一次神秘的宇宙爆炸 挑战学界对宇宙的理解

天文学家发现一次神秘的宇宙爆炸挑战学界对宇宙的理解DanieleBjørnMalesani当时正在使用加那利岛拉帕尔马岛的北欧光学望远镜对一个名为GRB211211A的伽马射线暴进行例行跟踪观测。在收到由监测天空中伽马射线暴的航天器"尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台"自动触发的短信后,这是一个标准程序。哈勃太空望远镜对伽玛射线暴GRB211211A的位置及其周围环境的视角。放大图显示了爆发的余辉,这是用夏威夷的双子座北望远镜观察到的。引起爆发的双星系统很可能是在过去从其左侧的大蓝星系中喷射出来的。资料来源:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/M.Zamani;NASA/ESA马莱萨尼是荷兰拉德堡大学的一名天文学家,也是哥本哈根宇宙曙光中心的客座研究员。他从事伽马射线暴的观察,这是宇宙中能量最强的爆炸。但要了解什么是不正确的,首先让我们看看什么是"伽马射线暴"。伽马射线暴是最有能量的光的短暂和超亮的闪光,即伽马射线。它们大多在非常遥远的宇宙中被探测到,通常分为两类,被认为是由两种不同的物理情景产生的。"长"爆发通常持续几秒钟到几分钟,但往往伴随着能量较低的光的更持久的余辉。它们出现在星系中最多的恒星形成区域,被认为是一颗大质量的恒星坍缩成一颗紧凑的中子星或黑洞,在一次巨大的爆炸中喷射出其外部部分,类似于超新星。北欧光学望远镜位于拉帕尔马的2400米高的山顶RochedelosMuchachos。资料来源:PeterLaursen(宇宙曙光中心)"短"爆发甚至更加短暂,典型的持续时间为1/10到1秒。它们经常被看到偏离星系中心,甚至是在星系之外。普遍的理论是,它们是两颗大质量恒星在"双星"系统中相互环绕的结果。在某些时候,它们作为超新星爆炸,把它们踢出了它们的主星系。然而,最终,这两个物体会螺旋式上升并合并,导致伽马射线暴。在这两种情况下,所释放的能量都是令人震惊的。在它们的高峰期,它们的光芒可以和可观测到的宇宙中所有的恒星加起来一样亮(假设它们在各个方向上发出的光是一样的;实际上,它们很可能在某种程度上不那么亮,但在狭窄的喷流中发出大部分的光,我们恰好在这个方向上)。伽马射线暴最早是在1967年由Vela卫星发现的,该卫星是为了监测天空中可能的核武器试验而建造的,这将是对1963年《禁止核试验条约》的违反。最初被认为是来自我们银河系内的附近来源,在20世纪90年代,更敏感的空间观测站发现,它们必须来自银河系以外的地方,分布在整个宇宙中。伽马射线暴的瞬时性使它们难以研究,但从20世纪90年代末开始,天文学家已经能够探测到它们能量较小的余辉,从X射线到光学,再到红外线,帮助建立了它们的起源理论。伽马射线暴有两个版本,"短"和"长",到目前为止,人们认为它们是由两种不同的物理机制产生的,即两个紧凑物体的合并和一个大质量恒星的坍缩,分别。随着新的观测结果,这一理论现在受到了挑战。那么,马莱萨尼观察到的爆发,即GRB211211A的问题是什么?它似乎两者都不符合。"观测结果显示,该爆发起源于一个典型的承载短波的星系之外。但这不是一毫秒或几秒钟,而是持续了将近一分钟,"Malesani说。这个奇特的事件促使一个国际天文学家小组,在美国西北大学的JillianRastinejad的领导下,开始了一个密集的活动来研究这个令人惊讶的物体。这些努力导致完全出乎意料地发现了一个所谓的千新星,这是两个中子星,或者一个中子星和一个黑洞碰撞的烟幕证据。双中子星合并被广泛认为是短伽马射线暴的始作俑者。为什么这一次反而出现了一个长的爆发,这让天文学家们感到困惑。千新星被认为是创造重元素的主要机制,如贵重的银、金和铂,放射性的钚和铀,以及其他许多元素。与物理学中的情况一样,千新星星是长伽马射线暴的原因的确切证据并不存在。然而,当天文学家对他们的解释充满信心,这是由几种情况支持的。宇宙曙光中心的教授和该研究的参与者JohanFynbo解释说。"爆发的余辉显示了与千新星星相一致的颜色和特征,这在任何其他类型的天体中都没有看到过。此外,我们不会期望在一个星系之外看到一颗坍缩的恒星,因为走这么远的路需要数亿年,而大质量恒星的坍缩时间尺度不到1000万年。"但是原则上,GRB211211A可能是一个微弱的或有灰尘的、未被发现的星系内的一颗塌缩星,尽管哈勃的图像确实非常深,应该看到这一点。Fynbo说:"用智利更敏感的ALMA射电望远镜或JamesWebb太空望远镜进行后续观测,将能够解决这个问题。"如果这个解释被证明是正确的,它不仅为千新星形成重元素开辟了一个令人兴奋的新机制。这也是在长爆发的位置寻找新的千新星的强大动力。"对我们来说,千新星是一个相对较新的、未被探索的现象;到今天为止,我们只探测到几个,"丹尼尔-比约恩-马莱萨尼解释说。"因为我们没有想到它们会与长爆发有关,所以我们没有在那里寻找它们,但是现在我们知道,大自然比我们以前想象的更有办法"。从2006年的一项研究中,三位天文学家得到了一个暗示,即碰撞的中子星可能能够保持其引擎活跃的时间超过几秒钟。但是在没有探测到千新星的情况下,证据一直是混乱的。一种理论认为,崩溃的中子星可能旋转得如此之快--在光速的相当大的一部分--以至于离心力可以维持合并后的物体一小段时间,并推迟其黯淡的命运。未来对更多来自千新星的长爆发的观测将告诉我们更多关于这个令人兴奋的现象。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339537.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1339537.htm

封面图片

NASA对强大的宇宙爆炸的观测揭示了超重中子星的情况

NASA对强大的宇宙爆炸的观测揭示了超重中子星的情况马里兰大学学院公园分校(UMCP)和位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的研究员CeciliaChirenti解释说:"我们在NASA的NeilGehrelsSwift天文台、Fermi伽马射线太空望远镜和Compton伽马射线天文台探测到的700个短GRB中寻找这些信号,他在西雅图举行的美国天文学会第241次会议上介绍了这些发现。我们在康普顿于20世纪90年代初观测到的两个伽马射线暴中发现了这些伽马射线模式。"1月9日星期一,科学杂志《自然》上发表了一篇描述这些结果的论文,由Chirenti领导撰写。当一颗大质量恒星的核心耗尽燃料并崩溃时,就会形成中子星。过程中产生了的冲击波在超新星爆炸中吹走了恒星的其余部分。中子星通常将比我们的太阳更多的质量装入一个大约城市大小的球中,但是超过一定的质量,它们会坍缩成黑洞。康普顿数据和计算机模拟都显示,巨型中子星比已知的质量最大、测量最精确的中子星-J0740+6620多出20%,后者的质量几乎是太阳的2.1倍。超重中子星的体积也几乎是典型中子星的两倍,或者说是曼哈顿岛长度的两倍。宇航员在1991年4月从亚特兰蒂斯号航天飞机上部署康普顿伽马射线观测站时对其进行成像。资料来源:美国国家航空航天局/STS-37机组这些巨型中子星每分钟旋转近78000次--几乎是J1748-2446ad的两倍,后者是有记录以来最快的脉冲星。这种快速的旋转短暂地支持了这些天体的进一步坍缩,使它们能够存在短短的十分之几秒,之后它们继续形成黑洞,速度比眨眼还快。"我们知道短的GRB是在轨道上的中子星撞在一起时形成的,而且我们知道它们最终会坍缩成一个黑洞,但是对事件的确切顺序还不是很了解,"科尔-米勒说,他是UMCP的天文学教授,也是该论文的共同作者。"在某些时候,新生的黑洞会爆发出快速移动的粒子流,发出强烈的伽马射线闪光,这是能量最高的光的形式,我们想更多地了解它是如何发展的。"在这段动画中,一颗中子星(蓝色球体)在一个五颜六色的气体盘中心旋转,其中一些气体沿着磁场(蓝线)流动(蓝白弧线)到物体的表面。在这些系统的X射线中看到的准周期性振荡的一种解释是,在圆盘的内边缘附近形成了一个热点(白色椭圆形),它随着属性的变化而膨胀和收缩。由于这种不规则的轨道,热斑的发射在一定的频率范围内变化。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室短的GRB通常闪耀不到两秒钟,但释放的能量相当于我们银河系中所有恒星一年所释放的能量。它们可以在10亿光年之外被探测到。合并的中子星也会产生引力波,即时空的涟漪,可以被越来越多的地面观测站探测到。对这些合并的计算机模拟显示,当中子星凝聚时,引力波表现出频率的突然快速跳跃,频率超过1000赫兹。这些信号对于现有的引力波观测站来说,速度太快,也太微弱,无法探测。但是Chirenti和她的团队推断,类似的信号可能出现在短GRB的伽马射线发射中。天文学家称这些信号为准周期振荡,或简称为QPO。与音叉的稳定铃声不同,QPO可以由几个接近的频率组成,这些频率随时间变化或消散。伽马射线和引力波QPOs都起源于两颗中子星凝聚时的物质漩涡中。虽然在Swift和Fermi暴中没有出现伽玛射线QPO,但康普顿的暴发和瞬态源实验(BATSE)在1991年7月11日和1993年11月1日记录的两个短的GRB符合这一要求。BATSE仪器的较大面积使它在寻找这些微弱的模式方面占了上风--这种明显的闪烁显示了超大型中子星的存在。研究小组认为,这些信号仅靠偶然发生的几率加起来不到三分之一。"这些结果非常重要,因为它们为未来引力波观测站对超大型中子星的测量奠定了基础,"没有参与这项工作的华盛顿乔治华盛顿大学物理系主任ChryssaKouveliotou说。到2030年代,引力波探测器将对千赫兹频率敏感,对超大中子星的短暂生命提供新的见解。在此之前,敏感的伽马射线观测和计算机模拟仍然是探索它们的唯一可用工具。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338831.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338831.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人