哈勃望远镜表明中子星碰撞气流的速度几近光速

天文学家于2017年8月观测到了一场罕见的大爆炸——两颗超致密中子星迎头相撞，释放出一股极其强大的辐射喷流。

两天后，哈勃望远镜开始观测那股喷流。天文学家在那场爆炸中第一次检测到了来自中子星的引力波。如今过了5年，科学家才最终能测算出那股辐射流的速度。

“结果显示，喷流发射之初的速度为光速的99.97%”，来自加州大学伯克利分校负责数据解读的卢文斌在一次报告中这样说道。

一位艺术家为中子星碰撞所画的插图。（图片来源：Elizabeth Wheatley (STScI)）

An artist's interpretation of a collision between two neutron stars. (Image credit: Elizabeth Wheatley (STScI))

科学家们称该事件为GW170817号事件，最初是通过爆炸所产生的引力波和伽马射线所检测到。这些信号由处于地球和近地轨道上的70个天文台所捕获，这之中也包括哈勃。数据显示这些超致密中子星的碰撞足以产生黑洞，和一场释放能量总和堪比超新星爆发的大爆炸。

随着新生黑洞的生长，它开始将周围物质吸入涡流盘中，然后从中心向两个方向喷射物质——这便是哈勃所观测到的喷流成因。

为了计算喷流的速度，科学家们特别观测了一小团爆炸残骸的运动，它随着喷流进入太空。“残骸运动轨迹的确定对数据精度有着极高要求，相当于从地球测量月球上一个12寸披萨的直径。这些高精度数据由哈勃和一些射电望远镜所收集。”宇航局官方在一次报告中这样写道。

因为该喷流是正对着地球而来的，所以这项工作颇为困难。也正因如此，喷流的速度看上去要更快一些——虽然光速不可超越，但观测数据显示，喷流速度几乎达到了光速的4或7倍。

“我很惊讶，在哈勃望远镜的帮助下测量竟能如此精确。其精度甚至可与遍布全球、功能强大的超长基线干涉测量射电望远镜相匹敌。”加州理工学院的库纳尔·P·穆利在报告中说道。他作为第一作者在相关研究领域完成了一篇新论文。

科学家们花了五年才找到一种足以分析该事件的方法。时间虽久，但都值得。现在科学家们有更多方法可供选择以分析中子星的融合。更具体来说，他们可以进一步研究引力波，这有助于日后精确测量宇宙的膨胀速率。

穆利的论文于星期三（10月13日）成功发表于《自然》杂志上。

相关知识

中子星是超巨星坍缩的内核。超巨星质量在太阳的10倍到25倍之间，如果其金属含量丰富，则质量可能会更大。除了黑洞和一些假想天体（如白洞、夸克星和奇异星），中子星是目前已知体积最小、密度最高的一类天体。中子星的半径约为10公里（6英里），其质量却能达到1.4倍的太阳质量。它们形成于巨恒星伴随着引力坍缩的超新星爆发。在这个过程中，恒星内核受到压缩，其密度会超过白矮星，最终达到原子核的密度。

哈勃太空望远镜是一架于1990年发射至近地轨道的太空望远镜，目前仍在运作。哈勃不是第一个太空望远镜，但它是体积最大、用途最广的太空望远镜之一，由此它成为了有力的科研工具，以及社会大众的天文福荫。哈勃望远镜是宇航局的一大天文台，以天文学家埃德温·哈勃的名字命名。太空望远镜科学研究所为哈勃选择观测对象，并处理收集到的数据，而戈德达太空飞行中心则操纵航天飞机。

黑洞（英语：black hole）是一种类星体，就像一个理想的黑体，它不反光[6][7]，且有着极大的引力，以致形成所有的粒子与光等电磁辐射都不能逃逸的区域[8]。

广义相对论预测，足够紧密的质量可以扭曲时空形成黑洞[9][10]；不可能从该区域逃离的边界称为事件视界。虽然事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响，但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征[11]。此外，弯曲时空中的量子场论预测，事件视界发出的霍金辐射，如同黑体的光谱一样，可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞，这种温度往往在数十亿分之一K，因此基本上无法观测到 。

BY:Stefanie Waldek

FY: taokesasi

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来源: 天文在线