親子觀星會

討論區 => 天文新知 => 主題作者是: peter 於 2017-12-27 13:12:20



主題: 科學家證實新的「蟲繭模型」,是中子星合併的電磁波來源
作者: peter2017-12-27 13:12:20
科學家證實新的「蟲繭模型」,是中子星合併的電磁波來源
 
https://technews.tw/2017/12/27/top-hat-jet-x-ray-grb-gw170817-neutron-star-electromagnetic-wave-gravity-wave-cocoon/
今年 8 月,人類首次偵測到雙中子星合併釋放的重力波,隨之而來的還有伽瑪射線、X 射線和可見光等各種電磁波爆發,但當時的模型無法解釋為何後續偵測到的無線電訊號逐漸增強。於是科學家提出一個全新的蟲繭模型,並在最近證實無線電、X 射線等都是來自中子星爆炸後,周圍不斷膨脹的「繭」。


結合美國雷射干涉儀重力波觀測台(LIGO)和歐洲先進處女座干涉儀(Virgo)的力量,今年 8 月 17 日人類首次偵測到雙中子星碰撞合併釋放的重力波事件「GW170817」,引起全球天文圈轟動。

標準模型認為,兩顆中子星合併時引起名為千級星(kilonova)的爆炸,向外推動形成球形碎片殼;碰撞後的中子星消失坍塌成殘餘物質,可能就地變成黑洞,其強大重力場平衡了向外推力,開始將爆炸物質拉回來並形成快速旋轉的碎片塵埃圓盤(也就是吸積盤)。

黑洞吸積盤產生一對從兩極(盤面上、下方)往外射出的束狀噴流,速度接近光速,其中高能量的伽瑪射線暴(GRB)會在噴流衝擊中產生,如果有道噴流瞄準地球,那麼望遠鏡就能立即觀測到。

到這裡為止,一切都沒有爭議,但接下來的實際檢測結果卻開始與模型產生分歧。

NASA  的費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)檢測到的伽馬射線訊號,和其他短伽瑪射線暴訊號紀錄相比,亮度低了 10,000 倍,更奇怪的是,X 射線和無線電波訊號直到中子星碰撞後約 16 天才出現,一般來說,這些電磁輻射應該要能馬上偵測到並隨著時間減弱、慢慢消失。

然而,由美國國家電波天文台(NRAO)天文學家 Kunal Mooley 領導的團隊發現事實並非如此,相反的,無線電訊號反而隨著時間推移穩定增強。X 射線和無線電波延遲出現還能勉強解釋,可能是噴流方向稍微偏離了點,導致碰撞後一段時間才被望遠鏡看到,但無線電訊號增強,且已經持續了 93 天(至今還可見),代表天文學家需要一個全新模型才能解釋。