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中子星引力波开启天文学新时代

外媒称,在迄今为止最严密的天文观测事件中,两颗中子星相撞,涟漪穿越时空,闪光的亮度超过十亿个太阳。

据英国《卫报》网站10月16日报道,设在美国的激光干涉仪引力波观测台(LIGO)首次捕捉到了整个过程。在镜头中,两颗密度极高的中子星向内盘旋,剧烈相撞,很可能立即塌缩成了一个黑洞。

分别安放在路易斯安那州和华盛顿州的两个LIGO观测设备捕捉到1.3亿光年外那次碰撞引起的时空震颤后,全球各地天文学家都接到了通知。短短几小时内,太空和地面的70架望远镜都调整了方位观察发红的余光,使之成为首个既以引力波也以光的形式被“看见”的宇宙事件。

LIGO的负责人戴夫·雷泽说:“这一发现的惊人之处在于,它是我们首次获得宇宙中最剧烈事件之一的全景图。这是有史以来最严密的一次观测。”

中子星是已知体积最小、密度最大的恒星,一茶匙中子星物质的质量约为10亿吨。其中心是纯中子,而表面光滑坚实,硬度是钢铁的100亿倍。

LIGO捕捉到的100秒嗡嗡声讲述了各自都比太阳略重的两个星体是如何走近死亡的。它们刚开始相距约320公里,以每秒30次的速度绕着彼此转动。随着它们向内盘旋,逐渐加速到每秒2000圈,声音信号像滑哨一样逐渐增强。

两秒钟后,美国国家航空航天局(NASA)的费米太空望远镜捕捉到了伽马射线的剧烈爆发,那是冲击波穿过碰撞时星体两极喷涌出的物质而散发出来的。

报道称,接下来发生的事情尚不确定。按照理论上的预言,它们很可能瞬间就在引力作用下塌缩成了黑洞。

LIGO科研协作部门发言人戴维·休梅克表示:“这(大概)是首次观察到黑洞的产生,太酷了。”

解开黄金形成谜团

另据英国《每日电讯报》网站10月16日报道,数千年来,炼金术士痴迷于黄金形成的奥秘。但是,现在科学家终于解开了这个谜团。中子星在剧烈碰撞中形成了贵金属,然后将之抛入宇宙,最终它们与其他星尘聚合成更大的星体,比如行星或彗星。

报道称,此前,科学家就提出相关理论,认为这种宇宙撞击可能产生巨大能量,足以形成黄金、白金和银,但是他们第一次切实记录了这个过程。

8月17日,美国天文学家捕捉到1.3亿年前两颗中子星碰撞的信号,那时恐龙还在地球上漫游。中子星的撞击力如此强大,以致于不仅震撼了宇宙空间,而且震撼了时间,并通过宇宙的构造传出波纹——或称引力波。

当地球探测到这种波纹时,全世界天文学家都将天文望远镜对准了波纹产生的空间区域,他们很快捕捉到了碰撞产生的光亮的余辉。那团光亮的内部具有明确的黄金、银和白金的化学特征。

沃里克大学的乔·莱曼博士说:“珠宝中的黄金或白金这些重金属元素实际上是中子星合并过程中由温度达10亿摄氏度的残留物形成的渣子。”

报道称,8月探测到的两颗星体与太阳一样重,然而直径只有几十千米。它们位于一个叫做NGC4993的星系。LIGO观测到了中子星碰撞产生的时空涟漪。2015年9月,正是它首次发现了引力波的存在,证实了爱因斯坦100年前的推测,这个观测项目的3名先锋还因此获得了诺贝尔奖。

那次,发生碰撞的是两个黑洞,因此只探测到了时空涟漪,因为其他所有物体都被吞进去了。但是,中子星要比黑洞更亮一些,因此当它们发生撞击与合并时,一小部分星体质量和辐射能够逃离出来,以引力波的形式被探测到。

奥克兰大学天体物理学家J·埃尔德里奇博士说:“黄金、银和白金是由中子星的星尘构成的。在此次碰撞中,很可能产生了相当于地球质量100倍或1000倍的黄金及其他元素。如果中子星的合并速度足够快,快到我们现在能够想像的速度,那么这些消失的星体现在已成为宇宙中大部分此类元素的源头。”

获众多突破性发现