準週期振盪（QPO）+僅存在不到 1 秒，短伽馬射線暴數據發現短命「超重中子星」

[peter]

僅存在不到 1 秒，短伽馬射線暴數據發現短命「超重中子星」
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https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1338723.htm

在新的研究中，天文学家检测到两颗中子星之间的合并导致了黑洞。然而，他们还发现了一个耐人寻味的中间阶段的信号--只存在短短几毫秒的超重中子星。

根据对中子星合并的计算机模拟，如果形成了超重中子星，在事件中抛出的引力波中出现一种被称为准周期振荡（QPO）的特定模式。虽然目前的观测站还没有敏感到可以在引力波中探测到这些，但新研究的团队确定，它们的指纹也会在伽马射线中显示出来。

为了测试这个想法，天文学家们扫描了三个天文台在过去几十年中捕获的700个短伽马射线暴（GRB）的档案数据。果然，伽马射线QPOs出现在康普顿伽马射线天文台捕获的两个事件中--一个发生在1991年7月，另一个发生在1993年11月。

研究小组计算出，被探测到的超重中子星的质量超过太阳的2.5倍，并且在坍缩成黑洞之前将持续不超过300毫秒的时间。它们的旋转速度也会非常快--如果它们持续那么久的话，几乎是每分钟78000转。相比之下，旋转速度最快的脉冲星的时钟低于43000转。

该团队表示，未来的引力波探测器应该变得足够敏感，可以直接发现超重中子星的特征，这可能有助于提供关于这些超短命物体的新信息。

[peter]

僅存在不到 1 秒，短伽馬射線暴數據發現短命「超重中子星」  https://technews.tw/2023/01/12/hypermassive-neutron-star-short-gamma-ray-burst/


當 2 顆中子星碰撞並塌縮成黑洞前，理論上會有不到 1 秒時間暫時形成「超重中子星」，大小幾乎為典型中子星 2 倍。最近，天文學家在研究短伽馬射線暴舊檔案時發現了超重中子星存在。

一顆典型中子星質量介於太陽質量 1.35～2.1 倍，低於下限可能是白矮星，超過奧本海默-沃爾可夫極限（3.2 倍太陽質量）則會持續發生重力坍縮，無可避免地產生黑洞。

當 2 顆中子星相互靠近並碰撞，引起的時空漣漪會傳遍整個宇宙，在我們眼中會看到兩者瞬間合併成一個巨大緻密的物體，然而若我們像電影那般凍結時間，事實上我們會看見 2 顆中子星碰撞之後，於短短幾百毫秒內瞬間合併成 1 顆超大質量中子星（hypermassive neutron star，HMNS），然後以比眨眼更快的速度變成黑洞

過去天文學家研究此物體方法有限，因為探測器對 HMNS 本身發出的頻率不太敏感。現在，天文學家可能找到了判斷 HMNS 的另一條途徑：短伽馬射線暴（short gamma-ray burst）。

馬里蘭大學學院市分校團隊指出，一些 HMNS 在垂死瞬間會發出短伽馬射線暴，可能每秒閃爍數千次，具有比其他粒子更強的特徵頻率，只要確定這種閃爍的精確速率，便有機會深入了解 HMNS 的大小與自旋速率。

此前尚未發現此類伽馬射線振盪，於是研究人員分析了 NASA 費米伽瑪射線太空望遠鏡、尼爾·格雷爾斯雨燕天文台、康普頓伽瑪射線天文台的檔案數據，從 700 多個事件中找到符合超大質量中子星產生的準週期振盪（QPO），分別為 GRB 910711 和 GRB 931101B。

分析結果表明振盪頻率約每秒 2,600 次，代表超大質量中子星每秒至少旋轉 1,300 次，這種速度比目前已知轉速最快的脈衝星還要高 2 倍。

研究人員希望 2030 年代更先進的重力波探測器能研究更多 HMNS 產生的時空漣漪，與此同時，科學家會繼續在短伽馬射線事件中尋找它們的蹤跡。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。