两颗中子星合并产生的巨大爆炸具有出乎意料的完美形状。
根据对事故后果的最新分析2017年观测到，两颗恒星产生的千新星爆炸是一个完全对称、近乎完美的球体。天文学家只是不知道为什么。它与之前所有关于千新星的假设和模型相矛盾。
“没有人想到爆炸会是这样的。它是球形的，就像一个球，这是没有意义的，”天体物理学家奥克·沃森说丹麦尼尔斯·玻尔研究所的教授。
“但我们的计算清楚地表明事实确实如此。这可能意味着我们在过去 25 年里一直在考虑的千新星理论和模拟缺乏重要的物理学。”
我们很少见到碰撞。 2017 年那场名为 GW170817 的爆炸不仅是有记录以来的第一次爆炸，而且就细节而言，它仍然保持不败。从中我们学到了很多关于宇宙的知识。例如，这些碰撞是伽马辐射爆发的来源，伽马辐射是宇宙中能量最高的光。由此产生的千新星爆炸也是生产黄金和铂等重元素的工厂。
但关于他们还有很多我们还不知道的事情。幸运的是，从 GW170817 收集到的数据如此之多，科学家们仍在对所有数据进行筛选，而且这将持续一段时间。这促使尼尔斯·玻尔研究所的天体物理学家阿尔伯特·斯内彭和他的同事开展了一个表征千新星形状的项目。
这是因为爆炸的几何形状是由中子星组成的超致密物质的特性决定的，并且可以帮助科学家更好地了解爆炸的能量和合并的其他特性。
他们认为他们大致知道他们将要发现什么，并且他们的工作将是对已知属性施加更详细的限制。他们实际发现的球形爆炸表明我们缺乏对中子星合并的理解。
“两颗超级紧凑的恒星在坍缩之前每秒绕对方运行 100 次。我们的直觉和所有以前的模型都表明，碰撞产生的爆炸云必须具有扁平且相当不对称的形状，”斯内彭 说。
“最有可能使爆炸呈球形的方法是，大量能量从爆炸中心喷出，并平滑原本不对称的形状。因此球形告诉我们，可能存在大量能量在碰撞的核心，这是不可预见的。”
对此有一个可能的解释。中子星是给定质量的恒星在使用完其核心的所有聚变燃料后可以转变为的恒星。当恒星达到这一点时，它会喷射其外部物质，核心会塌缩成超致密的物体。
较小的恒星会变成白矮星，质量可达太阳的 1.4 倍左右。中程恒星会变成中子星，质量可达太阳的 2.4 倍左右。更多大质量恒星变成。
当两颗中子星碰撞时，合并的质量导致新形成的物体进一步重力塌缩，变成一个。但是，在这发生之前的一小段时间里，具有极其强大磁场的超大质量中子星。最近的分析表明，这就是 GW170817 所发生的情况。就那么一秒钟，该物体是一颗超大质量中子星。
研究人员表示，这可以解释球形千新星现象。
“当超大质量中子星坍缩成黑洞时，巨大磁场的能量释放出来，也许会产生一种‘磁力炸弹’。”沃森解释说。
“磁能的释放可能会导致爆炸中的物质分布得更加球形。那样的话，黑洞的诞生可能会非常有能量。”
但仍有一些问题没有得到解答，特别是关于千新星中重元素是如何形成的。我们知道它会发生；爆炸发生后，科学家们明确表示。
在对千新星的分析中，斯内彭的团队发现了锶的近球对称分布，它是较轻的重元素之一。但模型表明，金和铀等较重元素应该在千新星中与较轻元素不同的位置形成。研究小组认为，这表明都参与其中。
“另一种想法是，在超大质量中子星存在的几毫秒内，它会释放出非常强大的能量，可能包括大量的中微子，”斯内彭 说。
“中微子可以导致中子转化为质子和电子，从而总体上产生更多更轻的元素。这个想法也有缺点，但我们相信中微子发挥的作用比我们想象的更重要。”
可能有不止一种机制在起作用。希望未来捕捉到更多的中子星碰撞可以帮助揭示它们。
该研究发表于自然。
