
两颗中子星碰撞并融合形成“kilonova”基洛诺瓦爆炸的插图,新的探究表明或许是完美的球体。(Image credit: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(By Robert Lea):一项新的探究察觉,当中子星碰撞时,它们形成的网友realme送给正在努力的你爆炸是完美的球形。
这与过去围绕爆炸的理论相矛盾,这些理论被称为“kilonova”基洛诺瓦,觉得爆炸应该像扁平的圆盘一样开展。但是这些爆炸呈球形的缘由依然是个谜。
“基洛诺瓦”对我们理解宇宙演化很重大,由于正是在这些大规模宇宙爆炸创造的极端条件下,合成了金、今日网大电影动态铂和铀等重元素。
基洛诺瓦的最后结局是一个所谓的“超大品质”合并中子星,它迅速坍缩形成一个黑洞。但是有关这些事情的其他详情依然不为人知,所以针对天体物理学家来说,任何有关导致这些事情的碰撞的信息都是隐喻性的黄金粉尘。
第一次探测到kilonova是在2017年,宇宙爆炸位于距离地球约1.4亿光年的地方。正是在确认这次大爆炸的资料时,天体物理学家惊奇地察觉基洛诺瓦是球形的。
“谁也没想到爆炸会是这个样子。它是秋季最新悬疑片球形的,像一个球,这没有任何价值。但我们的计算清楚地表明它是,”探究合著者、哥本哈根尼尔斯·波尔探究所的副教授达拉赫·沃森在一份告示中说。
该探究的首要作者、尼尔斯·玻尔探究所的博士生艾伯特·斯内彭阐释了为什么2017 kilonova的球形察觉如此出人意料。“你有两颗超级致密的恒星,它们在坍缩前每秒钟绕对方管理100次,”他阐释道。“我们的直觉,以及所有过去的盘点一加手机热点模型都表明,碰撞形成的爆炸云必须具有扁平而不对称的形状。”
基洛诺瓦的球形形状向探究人员表明,当两颗中子星螺旋在一起并合并时,或许存在迄今为止意想不到的物理现象。
“最有或许使爆炸呈球形的方法是从爆炸中心爆发出巨大的能量,使原本不对称的形状变得平滑,”Sneppen说。“所以球形告诉我们,在碰撞的核心或许有很多能量,这是无法预见的。”
该探究小组觉得,基洛诺瓦球形的秘密或许隐藏在合并形成的超大品质中子星的短暂存在及其迅速坍缩为黑洞中。
“也许一种‘磁性炸弹’是在超大品质中子星坍缩成黑洞时释放出巨大磁场的能量时形成的,”沃森说。“磁能的释放会使爆炸中的物质分布得更呈球形。那样的话,黑洞的诞生或许会很有能量。”
尽管这个理论可以阐释基洛诺娃的球形形状,但它无法阐释天体物理学家察觉的另一个意想不到的特征。
基洛诺瓦人如何“研究财富?”
基洛诺瓦过去的模型表明,他们铸造的所有元素都应该比铁重。像金或铀这样的极重元素应该在基洛诺瓦各异的地方形成,而不是像锶或氪这样相对较轻的元素。这些较轻和较重的元素也应该被巨大的爆炸发射到各异的方向。
但是当观察2017 kilonova时,探究小组只察觉了较轻的元素,并且还观察到它们在全部空间中均匀分布。探究人员觉得,中微子是一种幽灵般的基础粒子,只与物质发生微弱的相互作用,这或许是他们观察到的这一意外状况的缘由。
“另一种想法是,在超大品质中子星存在的几毫秒内,它发出相当强大的辐射,或许含有众多的中微子,”Sneppen说。“中微子可以导致中子转化为质子和电子,从而形成更多更轻的元素。这种想法也有不足,但我们觉得中微子发挥的作用乃至比我们想象的还要重大。”
基洛诺瓦爆炸是球形的这一察觉也有助于揭示暗能量,这种神秘的力量占宇宙总能量物质含量的70%左右,显然合作了宇宙的加速膨胀。
当下,经由观察遥远的超新星、恒星死亡时发生的宇宙爆炸来测量宇宙膨胀的速度,与粒子物理学中对该速度的预测之间存在重大差异。

一个基洛诺瓦和一个伽马射线爆发的插图,蓝色代表被挤压的物质,红色强调由两颗中子星围绕它们创造的合并物体旋转喷射的物质。(Image credit: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA and IT Research Computing Services)
“在天体物理学家中,有很多有关宇宙膨胀速度的研究。速度告诉我们,除了其他事情之外,宇宙有多老,”Sneppen阐释说。现有的两种测量方法相差约十亿年。在这里,我们或许有第三种方法,可以补充和评测其他测量。”
知晓基洛诺瓦的形状针对将这些宇宙事情变成一把测量棒至关重大。这是由于非球形的对象会依据观察的角度以各异的方向发射光线,而球形爆炸不管方向如何都会提供更均匀的发射。当测量宇宙距离,从而推断宇宙的膨胀速度及其加速度时,这或许会导致更高的精度。
探究小组强调,在基洛诺瓦可以以这种方式用作测量工具之前,这项察觉提出的剩余难题必须得到回答——这意味着需要对中子星合并开展更多的观察。
他们期盼像激光干涉仪引力波天文台(简称LIGO)这样的引力波天文台持续岗位,跟踪这些合并发射的空间结构中的微小波纹,将使这些基洛诺瓦观测得以开展。
这项新探究于2月15日在线发表在《自然》杂志上。