2017年,当世界各地的天文学家目睹两颗中子星之间的史诗般的碰撞时,主要事件才刚刚开始。 后遗症,都是和如此大规模、前所未见的合并必然会令人兴奋、有趣且信息丰富。
现在科学家们揭示了一个绝妙的办法。 当两颗中子星撞击在一起时,它们喷射出一股物质射流,在我们看来,这些物质似乎以七倍光速冲入太空。
根据我们目前对物理学的理解,这当然是不可能的。 这种现象被称为超光速,尽管它的名字是这样的,但它实际上是一种基于我们视角的错觉。
然而,即使其速度被修正,喷射流的速度仍然快得离谱。
“我们的结果表明,这架喷气式飞机在发射时至少以 99.97% 的光速移动,”天文学家卢文斌说加州大学伯克利分校。
关于这架喷气机的数据是由哈勃太空望远镜获得的,该望远镜在合并后大约 8 天进行了一系列观测,然后在合并后大约 159 天再次进行了观测,。
其他望远镜也在观察,包括欧洲航天局的盖亚卫星和美国国家科学基金会的一些射电望远镜。 通过汇集数据,研究人员可以构建一种称为超长基线干涉测量(VLBI)的测量方法。
基于这些观察和数月的分析,由加州理工学院天文学家库纳尔·莫利领导的团队能够首先识别并跟踪当两个超致密恒星核心聚集在一起时喷发的喷流的运动。
当有物体以足够高的速度接近我们、非常接近我们的视线时,就会发生超光速运动。 当物体靠近时,它的光传播到我们所需的距离会缩短? 在日常生活中,我们通常不需要考虑这一点,因为光似乎会立即移动(与我们的缓慢移动相比)。
在这种情况下,喷射流的移动速度几乎与它发出的光一样快,从而产生了它自己的光似乎覆盖了比它实际距离更长的距离的错觉(因此以不可能的速度移动)。
因此,揭示喷气机的真实速度需要精确的数据和大量的数字运算。
哈勃数据显示超光速速度比光快七倍。 合并后 75 至 230 天内获得的 VLBI 数据,以及在之前的论文中介绍过,表明喷射流后来减速到比光速快四倍的超光速。
“我很惊讶哈勃能为我们提供如此精确的测量,这可以与遍布全球的强大射电 VLBI 望远镜所达到的精度相媲美,”穆利 说。
结果进一步限制了我们观看喷气机的角度,并加强了之间的联系合并和短时伽马射线爆发。 这种联系需要相对论性射流,而这正是穆利和他的同事所测量到的。
“我们在这项工作中证明,利用天基光学和红外望远镜进行精密天体测量是测量中子星合并中喷流自行运动的极好方法,”他们在论文中写道。
“詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 应该能够比哈勃太空望远镜更好地进行天体测量,因为它具有更大的收集面积和更小的像素尺寸?光学天体测量和射电 VLBI 测量的结合(使用当前的观测设施) )可能更强大,并且可以对远至 150?Mpc(大约 5 亿光年)的中子星合并的视角产生严格的限制。”
现在,我们只能等待另一次中星碰撞?
该团队的研究成果发表于自然。