碰撞的中子星创造了一颗我们认为太重而无法存在的中子星

中子星碰撞发出的闪光再次颠覆了我们对宇宙运作方式的理解。

对两颗恒星合并时喷出的短伽马射线暴的分析表明，并没有像预期的那样形成黑洞，合并的直接产物是一颗高度磁化的中子星，其质量远大于估计的最大中子星质量。

这颗磁星在坍缩成黑洞之前似乎已经持续了一天多。

英国巴斯大学的天文学家 Nuria Jordana-Mitjans告诉《卫报》：“通常认为不可能出现如此巨大且寿命长的中子星。 ” “为什么这个人活得这么久是个谜。”

中子星处于恒星如何在其生命结束时结束的光谱中。在数百万或数十亿（或可能数万亿）年的时间里，一颗恒星会突突地前进，就像一个引擎，在其高温加压的核心中融合原子。

最终，一颗恒星可以融合的原子将耗尽，此时，一切都会爆炸。恒星抛出其外部质量，不再由聚变提供的向外压力支撑，核心在重力的向内压力下坍塌。

我们如何对这些坍缩的核心进行分类取决于物体的质量。恒星的核心开始时质量是太阳的 8 倍左右，坍缩成白矮星，白矮星的质量上限为 1.4 个太阳质量，被挤压成一个地球大小的球体。

8 到 30 个太阳质量之间的恒星核心变成中子星，大约 1.1 到 2.3 个太阳质量，在一个只有 20 公里（12 英里）宽的球体中）。根据理论，超过中子星质量上限的最大恒星会坍缩成黑洞。

但是在 5 个太阳质量以下的黑洞非常缺乏，所以在那个质量范围内发生的事情在很大程度上是个谜。

这就是为什么中子星合并对天文学家如此感兴趣。当两颗中子星处于双星系统中并达到轨道衰变点时，它们就会出现，在这种情况下，它们不可避免地会相互挤压并成为结合两颗中子星的一个物体。

大多数双中子星的总质量超过了中子星的理论质量上限。因此，这些合并的产物很可能稳固地位于中子星-黑洞质量间隙中。

当它们发生碰撞时，双中子星会释放出一阵高能辐射，称为短时伽马射线暴。科学家们曾认为这些只能在黑洞形成期间发射出来。

但合并的中子星究竟如何变成黑洞一直是个谜。黑洞是瞬间形成的，还是两颗中子星产生了一颗非常重的中子星，然后很快坍缩成黑洞，合并后不超过几百毫秒？

GRB 180618A 是 2018 年 6 月探测到的短时伽马射线暴，光经过 106 亿年到达我们这里。Jordana-Mitjans 和她的同事们想更仔细地观察这个物体发出的光：爆炸本身、千新星爆炸和持续时间更长的 余辉。

但是，当他们随着时间的推移观察事件产生的电磁辐射时，发现了一些问题。

伽马射线爆发后 35 分钟，余辉的光发射消失了。研究小组发现，这是因为它正在以接近光速的速度膨胀，并被持续的能量源加速。

这不符合黑洞，而是符合中子星。而不仅仅是任何中子星。它似乎就是我们所说的磁星：磁场强度是普通中子星的 1000 倍，是地球的千万亿倍。它停留了超过 100,000 秒（将近 28 小时）。

“这是第一次，” Jordana-Mitjans 说，“我们的观察突出了来自一颗幸存的中子星的多个信号，该中子星在原始中子星双星死亡后至少存活了一天。”

是什么可以帮助磁星活这么久还不清楚。磁场可能给了它一点帮助，提供了一种向外的拉力，防止它一路坍塌，至少在一段时间内是这样。

无论机制是什么——这肯定需要进一步调查——该团队的工作表明超大质量中子星能够发射短时伽马射线暴，我们不能再假设黑洞的存在。

“这些发现很重要，因为它们证实新生中子星可以为一些持续时间短的伽玛射线暴和伴随它们探测到的电磁波谱中的明亮辐射提供能量，”乔丹娜-米詹斯说。

“当我们在天空中寻找信号时，这一发现可能会提供一种新方法来定位中子星合并，从而定位引力波发射器。”

原文链接：https://www.toutiao.com/article/7168255515032666676