哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察到中子星合并引發(fā)的爆炸與噴射事件GW170817
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哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀察到中子星合并引發(fā)的爆炸與噴射事件GW170817
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：每秒超過299,000,000米--一個超快的噴射現(xiàn)象從一次中子星碰撞事件中出現(xiàn)。中子星是太空大質(zhì)量恒星爆炸后幸存的"垃圾壓縮"核心。盡管重量超過了我們的望遠(yuǎn)徐州外圍上門包夜崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款太陽，但它們可以裝進(jìn)紐約市。鏡觀件在這種無法想象的中星炸噴密度下，一茶匙的射事表面物質(zhì)在地球上至少有40億噸重。
上圖是哈勃合并藝術(shù)家對兩顆中子星碰撞的印象。兩顆密集的太空恒星殘余物之間的碰撞釋放出1000個標(biāo)準(zhǔn)恒星新星爆炸的能量。在碰撞的望遠(yuǎn)后果中，一個噴燈式的鏡觀件輻射射流以近乎光速的速度噴射出來。射流沿著一個被強(qiáng)大磁場限制的中星炸噴狹窄光束被引導(dǎo)。咆哮的射事徐州外圍上門包夜崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款射流犁入并掃除了周圍星際介質(zhì)中的物質(zhì)。
想象一下，哈勃合并當(dāng)兩顆這樣凝結(jié)的太空炮彈迎面相撞時會發(fā)生什么。它們在一種叫做引力波的望遠(yuǎn)現(xiàn)象中甚至攪動了時間和空間的結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象可以由地球上的探測器測量。
這一爆炸事件被命名為GW170817，于2017年8月被觀測到。爆炸釋放的能量與超新星爆炸的能量相當(dāng)。這是第一次對中子星合并產(chǎn)生的引力波和伽馬輻射的聯(lián)合探測。
在摧古拉朽的的后果中，一股噴燈式的輻射以近乎光速的速度噴射出來，猛烈地撞擊著被湮沒的這對組合周圍的物質(zhì)。哈勃在碰撞后兩天就出現(xiàn)在了爆炸現(xiàn)場。天文學(xué)家用哈勃測量了射流撞上的一團(tuán)物質(zhì)的運(yùn)動。當(dāng)噴氣機(jī)以接近光的速度離開爆炸現(xiàn)場時，這團(tuán)物質(zhì)向外移動，就像一片被花園水管中的水流卷入的樹葉。
從哈勃和射電望遠(yuǎn)鏡中收集到的令人難以置信的精確度，用來測量這個圓球的軌跡，相當(dāng)于測量從地球上看到的放在月球上的12英寸比薩餅的直徑。這是正在進(jìn)行的對中子星碰撞的調(diào)查中的一個重要分水嶺，這種碰撞一直響徹整個宇宙。
天文學(xué)家利用美國宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了一項獨(dú)特的測量，表明在兩顆中子星之間的巨大碰撞中，一股噴流以超過99.97%光速的速度被吹過太空。
這一爆炸性事件被稱為GW170817，發(fā)生在2017年8月。爆炸產(chǎn)生的能量堪比超新星爆炸。這是第一次從雙中子星合并中一起檢測到引力波和伽馬射線。
這是研究這些非凡碰撞的一個重要轉(zhuǎn)折點。除了發(fā)現(xiàn)引力波外，全世界和太空中的70個觀測站都看到了這次合并的后果，涉及大片的電磁波譜。這標(biāo)志著時域和多信使天體物理學(xué)領(lǐng)域的一個重要發(fā)展，它利用包括引力波和光在內(nèi)的一些"信使"來分析宇宙在時間上的進(jìn)展。
僅僅兩天后，科學(xué)家們迅速將哈勃對準(zhǔn)了爆炸的位置。中子星坍縮成一個黑洞，其強(qiáng)大的引力開始吸引物質(zhì)向它靠近。這些物質(zhì)迅速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了從其兩極向外移動的噴流。咆哮的射流撞上了爆炸碎片的擴(kuò)大外殼，并卷起了碎片，這包括一個物質(zhì)圓球，極端速度的噴射就是在這里發(fā)生。
盡管該事件發(fā)生在2017年，但科學(xué)家們花了幾年的時間來弄清楚如何分析哈勃的數(shù)據(jù)以及來自其他望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，以描繪出這幅完整的畫面。
哈勃的觀測結(jié)果與美國國家科學(xué)基金會的多個射電望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果相結(jié)合，共同進(jìn)行超長基線干涉測量（VLBI）。無線電數(shù)據(jù)是在爆炸后75天和230天拍攝的。
加州帕薩迪納加州理工學(xué)院的Kunal P. Mooley說："我很驚訝哈勃能給我們提供如此精確的測量，這可以與遍布全球的強(qiáng)大的射電VLBI望遠(yuǎn)鏡所達(dá)到的精度相媲美，"他是最近發(fā)表在《自然》雜志上的論文的主要作者。
除了VLBI之外，作者還使用了哈勃數(shù)據(jù)和來自歐空局（歐洲航天局）蓋亞衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，以達(dá)到極度精確。馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的杰伊-安德森說："花了幾個月的時間對數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，才做出這個測量。"
噴流看上去超過了光速，其實不是
通過結(jié)合不同的觀測數(shù)據(jù)，他們能夠準(zhǔn)確地確定爆炸地點。哈勃的測量結(jié)果顯示，噴流以七倍于光速的表面速度移動。無線電觀測顯示噴氣機(jī)后來減速到比光速快四倍的表面速度。但在現(xiàn)實中，沒有什么能超過光速，所以這種"超光速"運(yùn)動是一種假象。因為噴射的景象幾乎是以光速接近地球的，所以它在稍后時間發(fā)出的光的距離更短。從本質(zhì)上講，噴射現(xiàn)象本身是在追趕自己的光。實際上，發(fā)射光的間隔時間比觀察者想象的要長。這導(dǎo)致物體的速度被高估了，在這種情況下，似乎測量起來它的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光速。
加州大學(xué)伯克利分校的盧文斌說："我們的結(jié)果表明，噴氣機(jī)在發(fā)射時至少以99.97%的光速運(yùn)動。"
哈勃測量結(jié)果與2018年宣布的VLBI測量結(jié)果相結(jié)合，大大加強(qiáng)了長期以來推測的中子星合并和短時伽馬射線暴之間的聯(lián)系。這種聯(lián)系需要一個快速移動的噴流出現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)在GW170817中測量到。
這項工作為更精確地研究由LIGO、Virgo和KAGRA引力波觀測站探測到的中子星合并鋪平了道路。在未來幾年有了足夠大的樣本，相對論射流的觀測可能為測量宇宙的膨脹率提供另一條線索，這與一個被稱為哈勃常數(shù)的數(shù)字有關(guān)。
目前，早期宇宙和附近宇宙的哈勃常數(shù)估計值之間存在差異，這是當(dāng)今天體物理學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。不同的數(shù)值是基于哈勃和其他天文臺對Ia型超新星的極其精確的測量，以及歐空局普朗克衛(wèi)星的宇宙微波背景測量。更多關(guān)于相對論噴流的觀點可以為試圖解開這個謎團(tuán)的天文學(xué)家們增加有用的信息。