26 11 月, 2022

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天文学家称“超重”中子星违背黑洞理论黑洞

天文学家注意到一颗“超重”中子星的存在,他们说这个神秘的物体正在混淆天文理论。

这颗超大质量恒星是由两颗较小的中子星融合而成的。 这种碰撞通常会导致中子星如此巨大,以至于它们在自身引力的作用下几乎瞬间坍塌成黑洞。 但最新的观察表明,这颗巨星在地平线上盘旋了一天多,然后就消失了。

巴斯大学的天文学家 Nuria Jordana Mitjans 博士说:“通常认为不可能有这样一颗预期寿命长的大质量中子星。” “为什么它如此长寿是一个谜。”

这些观测结果还引发了关于伴随中子星合并的令人难以置信的高能闪光(称为短伽马射线暴 (GRB))的来源的问题。 人们普遍认为,这些爆发——自大爆炸以来宇宙中最有活力的事件——从一个新形成的黑洞的两极喷发。 但在这种情况下,观测到的伽马射线爆发一定是从中子星本身发出的,这表明了一个完全不同的过程。

中子星是现存最小、密度最大的恒星,在常规恒星和黑洞中占有显着的位置。 它大约有 12 英里宽,密度如此之大,以至于一茶匙的这种材料有 10 亿吨的质量。 它们有一个光滑的纯中子外壳,100亿倍 比钢强.

“这很奇怪,很奇怪,”巴斯大学的天文学家、该研究的合著者卡罗尔·蒙德尔教授说。 “我们无法收集这些材料并将它们带回我们的实验室,所以我们研究它们的唯一方法就是当它们在天空中做一些我们可以观察到的事情时。”

蒙德尔说,在这种情况下,似乎有什么东西阻止了中子星“注意到它有多大”。 一种可能性是,这颗恒星旋转得如此之快,并且具有如此巨大的磁场,以至于它的坍塌被推迟了——如果它摆动得足够快,就像水留在倾斜的桶里一样。

“这是我们第一次直接看到自然界中的超大质量中子星,”蒙德尔说。 “我的预感是我们会找到更多。”

出乎意料的观测是使用美国宇航局的轨道尼尔格勒斯斯威夫特天文台进行的,该天文台探测到来自大约 106 亿光年外星系的初始伽马射线爆发。 位于加那利群岛的自动天文台利物浦望远镜随后自动旋转以显示合并的效果。 这些观测揭示了一颗快速旋转的超磁中子星的迹象。

这表明中子星本身释放了伽马射线爆发,而不是在其引力坍缩之后发生。 到目前为止,很难知道事件的确切顺序。

“我们很高兴能从这个短暂的伽马射线爆发中捕捉到非常早期的光学光——如果没有机器人望远镜,这仍然几乎是不可能的,”蒙德尔说。 “我们的发现为即将使用 LSST 鲁宾天文台等望远镜进行的天空调查带来了新的希望,在这些望远镜中,我们可能会在数十万颗长寿命的中子星坍缩成黑洞之前发现它们发出的信号。”

“研究小组发现了一颗稳定的超大质量中子星的证据,这是一个非常重要的发现,”米兰布雷拉天文台的天文学家斯特凡诺·科维诺说,他没有参与这项研究。

他说这项工作可以为中子星的内部结构提供新的见解,中子星可能包含一个奇异物质的核心,尽管它的确切形式尚不清楚。

结果已发表在 天体物理学杂志.

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