中子星碰撞 GW170817 释放出的一股物质射流以 99.97% 的光速行进,它的行进速度快了七倍,看起来似乎打破了物理定律。碰撞发生后不久,哈勃和盖亚太空望远镜就看到了这架喷流,但花了五年时间才对图像进行充分处理和分析,以揭示正在发生的事情。
,第一个中子星合并被观测到,改变了天文学。这标志着引力波探测器和电磁波谱望远镜首次合作研究同一事件,共有 70 个天文台参与。这种合作超越了全球范围——太空中的仪器也从他们正在做的任何事情中借调来捕获任何可能的光子。
两颗中子星的质量结合在一起形成了一个密度如此之大的物体,以致于塌陷成一个,它将附近的物质拉入一个快速旋转的圆盘中,圆盘的两极被释放。对这些喷气式飞机的分析自然揭示了它们有多接近光速,但科学研究通常以更加庄严的速度进行,而且这项工作现在才发表。在此过程中,作者支持以下假设: 是中子星合并的结果。
该论文的作者结合了哈勃和盖亚在碰撞后 8 天和 159 天产生的数据,以及在碰撞后 75 天和 230 天进行的无线电研究。射电波长观测是通过在数千公里之外协同工作的望远镜进行的(VLBI)。
加州理工学院的库纳尔·穆利博士在一份报告中表示:“我很惊讶哈勃望远镜能够为我们提供如此精确的测量结果,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。”陈述。
哈勃的测量结果很精确,但最初看起来很荒谬,因为它们显示喷气机的移动速度是光速的七倍。就像科幻小说让我们习惯了“曲速五号”这样的概念一样,仍然是不可逾越的障碍。即使超过 7%,更不用说七倍,都会从根本上动摇物理学的核心。
然而,这并不是天文学家第一次明显看到,并且他们了解其原因。一架喷气式飞机几乎指向地球,因此当它延伸时发出的光到达我们的距离较短。光从射流前缘发射到其原点之间的延迟为伪装的创造出一种超光速旅行的错觉。通过测量喷气机的飞行速度与其最大可能速度之间的差距,作者能够计算出喷气机相对于地球的角度在 19 到 25 度之间。这反过来又帮助他们估计了喷气机的实际速度有多接近光速。
加州大学伯克利分校的 Wenbin Lu 博士说:“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。”
伽马射线暴威力如此之大,天文学家最初对产生伽马射线暴的原因感到困惑。中子星合并产生的喷流成为一种受欢迎的解释,但直到现在我们才能确认这种喷流的存在,并且速度足以产生爆发。
正如论文指出的那样,这项工作只是一个开始,JWST 将能够以远远超过哈勃望远镜的精度来观察此类事件。
该研究发表于自然(开放访问)。