雙中子星合并GW170817于2017年 8 月被發(fā)現(xiàn)。許多望遠(yuǎn)鏡在發(fā)現(xiàn)后看到了不同種類的光，但只有美國宇航局的錢德拉 X 射線天文臺(tái)仍在進(jìn)行探測(cè)。錢德拉早期的數(shù)據(jù)顯示，隨著時(shí)間的推移，存在一個(gè)已經(jīng)減速和擴(kuò)大的狹窄噴流。這項(xiàng)新研究提供了中子星合并后發(fā)生沖擊的 X 射線證據(jù)——類似于音爆。

“在研究中子星合并的后果方面，我們已經(jīng)進(jìn)入了未知領(lǐng)域，”西北大學(xué)天文學(xué)家阿普拉吉塔·哈杰拉博士說。

“我們第一次看到了一些新的和非凡的東西。這使我們有機(jī)會(huì)研究和理解以前從未觀察到的新物理過程。”

GW170817 是第一個(gè)——也是迄今為止唯一一個(gè)——同時(shí)檢測(cè)到引力波和電磁輻射的宇宙事件。

這種組合利用對(duì)電磁波譜許多不同部分的觀測(cè)，為天文學(xué)家提供了有關(guān)中子星合并和相關(guān)現(xiàn)象的物理學(xué)的關(guān)鍵信息。

錢德拉天文臺(tái)是唯一一個(gè)在這次非凡的宇宙碰撞事件發(fā)生四年多后仍然能夠探測(cè)到光的天文臺(tái)。

天文學(xué)家認(rèn)為，中子星合并后，碎片會(huì)從合并碎片中形成的鉑和金等放射性元素的衰變產(chǎn)生可見光和紅外光。這種光爆發(fā)被稱為千新星。

事實(shí)上，在引力波發(fā)生幾個(gè)小時(shí)后，GW170817 檢測(cè)到可見光和紅外發(fā)射。

最初，中子星合并可能產(chǎn)生了一股沒有直接指向地球的高能粒子射流，這解釋了錢德拉最初沒有看到 X 射線的原因。然后，噴氣機(jī)在與周圍的氣體和塵埃碰撞時(shí)減速并擴(kuò)大。

這些變化導(dǎo)致錢德拉觀測(cè)到的 X 射線增加，隨后在 2018 年初下降。

然而，自 2020 年底以來，錢德拉探測(cè)到的 X 射線一直保持在幾乎恒定的水平。

錢德拉圖像來自 2020 年 12 月和 2021 年 1 月拍攝的數(shù)據(jù)，顯示了 GW170817 及其宿主星系NGC 4993中心的 X 射線發(fā)射。

Hajela 博士及其同事認(rèn)為，X 射線發(fā)射的這種穩(wěn)定來自沖擊，因?yàn)樵斐汕滦堑暮喜⑺槠矒袅?GW170817 周圍的氣體。

像錢德拉觀察到的那樣，被這種沖擊加熱的物質(zhì)會(huì)在 X 射線中穩(wěn)定發(fā)光，產(chǎn)生千新星余輝。

還有另一種解釋表明，X 射線來自墜入黑洞的物質(zhì)，該黑洞是在中子星合并后形成的。

“對(duì) GW170817 的進(jìn)一步研究可能會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，”同樣來自西北大學(xué)的 Kate Alexander 博士說。

“檢測(cè)到千新星余輝意味著合并不會(huì)立即產(chǎn)生黑洞。”

“或者，這個(gè)物體可能會(huì)為天文學(xué)家提供一個(gè)研究物質(zhì)在其誕生幾年后如何落入黑洞的機(jī)會(huì)。”