繭”模型解釋中子星并合產(chǎn)生的電磁輻射

英國《自然》雜志12月19日在線發(fā)表的一篇天體物理學(xué)論文，深究了今年8月17日探測到的中子星并合所釋放的伽馬射線、X射線和無線電波的來源。他們提出：碰撞發(fā)生后，一束離軸輻射噴流并非無線電波余輝的來源，而一種“繭”模型才能最好地解釋這些輻射。

GW170817是首次探測到的來自雙子星并合的引力波事件，它產(chǎn)生的輻射覆蓋了整個電磁波段。其中，紫外、光學(xué)和近紅外輻射，可以由并合中噴射出的重元素（比如鈾和金）放射性衰變解釋。然而，人們所觀察到的伽馬射線、X射線和無線電波輻射，則需要其他的解釋。

據(jù)一個稍早時間建立的模型，這些電磁波輻射可能來自于一束在并合中產(chǎn)生的強(qiáng)大輻射噴流。這個暗示中子星并合是短伽馬暴（SGRBs）首要原因的模型，預(yù)測到了這束噴流的存在，而伽馬射線暴的來源正是當(dāng)前一大宇宙未解之謎。

然而，美國加州理工學(xué)院的研究人員昆納爾·莫雷及其同事，此次深入分析了中子星并合后的93天里，GW170817事件的無線電波光變曲線，表明它和以上描述的離軸噴流的輻射釋放不一致。

他們發(fā)現(xiàn)，一種“繭”模型才能最好地解釋這些輻射。在這個模型設(shè)定的場景中，高速物質(zhì)噴流噴出但是并沒有徹底逃脫，將部分能量釋放到更慢的“千新星”（即雙中子星并合過程中產(chǎn)生的輻射加熱拋射物，亮度達(dá)到千倍新星級別的現(xiàn)象）中。于是，一部分被“繭”包裹的物質(zhì)，就脫離了這些發(fā)射速度較慢的物質(zhì)。這解釋了人們所觀察到的伽馬射線、X射線和無線電波輻射，而大部分噴流能量也被轉(zhuǎn)移到“繭”中。

此次研究中，團(tuán)隊成員并未發(fā)現(xiàn)噴流產(chǎn)生短伽馬暴的直接證據(jù)，因此雙中子星并合與短伽馬暴之間的聯(lián)系仍待考證。