澳洲天文学家惊叹于“完美爆炸”——球形宇宙火球

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天文学家观察到可能是“完美爆炸”——由两个非常致密的恒星残余物(称为中子星)在合并后不久坍缩形成黑洞之前引发的巨大球形爆炸.

研究人员首次描述了中子星合并时发生的称为千新星的爆炸类型的轮廓。

他们描述的快速膨胀的发光物质火球出乎意料。

这两颗中子星的总质量约为太阳的 2.7 倍,早在数十亿年前就已相互绕行高速碰撞并爆炸。

这发生在一个名为 NGC 4993 的星系中,距地球约 140-1.5 亿光年,位于长蛇座方向。光年是光一年传播的距离,9.5 万亿公里。

千新星爆炸的存在于 1974 年被提出并于 2013 年得到证实,但直到该爆炸于 2017 年被发现并进行了深入研究。

该研究的主要作者、哥本哈根宇宙黎明中心的天体物理学家 Albert Sneppen 说:“从几个方面来说,这是一次完美的爆炸”发表在《自然》杂志上。

“它在美学上、形状的简单性和物理意义上都很美。

“从美学上讲,千新星发出的颜色确实看起来像太阳——当然,除了比太阳大几亿倍的表面积。”

“从物理上讲,这种球形爆炸包含这次合并核心的非凡物理学。”

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研究人员曾预计爆炸可能看起来像一个扁平的圆盘——一个巨大的发光宇宙薄饼,可能有一股物质流从中流出。

“老实说,我们真的要回到绘图板,”宇宙黎明中心的天体物理学家和研究合著者 Darach Watson 说。

"鉴于极端的自然物理条件——比核爆炸极端得多,例如,密度大于原子核,温度高达数十亿度,磁场强度足以扭曲原子的形状——这里很可能存在基础物理学我们还不明白。”

千新星是使用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜研究的。

这两个中子星在称为双星系统的双星系统中以大质量普通恒星的形式开始它们的生命。

每颗中子星在燃料耗尽后都爆炸并坍塌,在大约 20 公里处留下一个小而致密的核心直径比太阳大,但质量比太阳大。

它们彼此靠得越来越近,以极快的速度绕轨道运行。

由于彼此引力场的力量,在合并前的最后几秒,每个人都被拉长并分开。

它们的内部以大约 25% 的光速碰撞,产生了宇宙中最强烈的磁场。

爆炸释放出大约十亿个太阳的光度几天。

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这两者简要地形成了一个单一的巨大的中子星然后坍塌形成黑洞,这是一个密度更大的物体,引力如此之大以至于 n连光都无法逃逸。

与此同时,中子星的外部被拉伸成长长的流光,一些物质被抛向太空。

在此过程中,密度和温度如此之高,以至于形成了重元素,包括金、铂、砷、铀和碘。

研究人员提出了一些假设来解释爆炸的球形,包括从短命的单颗中子星的巨大磁场释放的能量或称为中微子的神秘粒子的作用。

“这从根本上令人惊讶,并且对于任何理论家和数值模拟来说都是激动人心的挑战,”Sneppen 先生说。

“游戏已经开始。”

路透社


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