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兩顆中子星碰撞并融合產生“kilonova”基洛諾瓦爆炸的插圖，新的星產研究表明可能是完美的球體。(Image credit: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science)
（神秘的生完地球uux.cn）據(jù)美國太空網（By Robert Lea）：一項新的研究發(fā)現(xiàn)，當中子星碰撞時，球形它們產生的諾瓦爆炸是完美的球形。
這與以前圍繞爆炸的爆炸理論相矛盾，這些理論被稱為“kilonova”基洛諾瓦，驚喜基洛認為爆炸應該像扁平的碰撞圓盤一樣進行。但是星產這些爆炸呈球形的原因仍然是個謎。
“基洛諾瓦”對我們理解宇宙演化很重要，生完因為正是球形在這些大規(guī)模宇宙爆炸創(chuàng)造的極端條件下，合成了金、諾瓦鉑和鈾等重元素。爆炸
基洛諾瓦的驚喜基洛最終結果是一個所謂的“超大質量”合并中子星，它迅速坍縮產生一個黑洞。但是關于這些事件的其他細節(jié)仍然不為人知，所以對于天體物理學家來說，任何關于導致這些事件的碰撞的信息都是隱喻性的黃金粉塵。
第一次探測到kilonova是在2017年，宇宙爆炸位于距離地球約1.4億光年的地方。正是在分析這次大爆炸的數(shù)據(jù)時，天體物理學家驚奇地發(fā)現(xiàn)基洛諾瓦是球形的。
“誰也沒想到爆炸會是這個樣子。它是球形的，像一個球，這沒有任何意義。但我們的計算清楚地表明它是，”研究合著者、哥本哈根尼爾斯·波爾研究所的副教授達拉赫·沃森在一份聲明中說。
該研究的主要作者、尼爾斯·玻爾研究所的博士生艾伯特·斯內彭解釋了為什么2017 kilonova的球形發(fā)現(xiàn)如此出人意料。“你有兩顆超級致密的恒星，它們在坍縮前每秒鐘繞對方運行100次，”他解釋道。“我們的直覺，以及所有以前的模型都表明，碰撞產生的爆炸云必須具有扁平而不對稱的形狀。”
基洛諾瓦的球形形狀向研究人員表明，當兩顆中子星螺旋在一起并合并時，可能存在迄今為止意想不到的物理現(xiàn)象。
“最有可能使爆炸呈球形的方法是從爆炸中心爆發(fā)出巨大的能量，使原本不對稱的形狀變得平滑，”Sneppen說。“所以球形告訴我們，在碰撞的核心可能有很多能量，這是無法預見的。”
該研究小組認為，基洛諾瓦球形的秘密可能隱藏在合并產生的超大質量中子星的短暫存在及其迅速坍縮為黑洞中。
“也許一種‘磁性炸彈’是在超大質量中子星坍縮成黑洞時釋放出巨大磁場的能量時產生的，”沃森說。“磁能的釋放會使爆炸中的物質分布得更呈球形。那樣的話，黑洞的誕生可能會很有能量。”
雖然這個理論可以解釋基洛諾娃的球形形狀，但它無法解釋天體物理學家發(fā)現(xiàn)的另一個意想不到的特征。
基洛諾瓦人如何“傳播財富？”
基洛諾瓦以前的模型表明，他們鑄造的所有元素都應該比鐵重。像金或鈾這樣的極重元素應該在基洛諾瓦不同的地方產生，而不是像鍶或氪這樣相對較輕的元素。這些較輕和較重的元素也應該被巨大的爆炸發(fā)射到不同的方向。
但是當觀察2017 kilonova時，研究小組只發(fā)現(xiàn)了較輕的元素，并且還觀察到它們在整個空間中均勻分布。研究人員認為，中微子是一種幽靈般的基本粒子，只與物質發(fā)生微弱的相互作用，這可能是他們觀察到的這一意外情況的原因。
“另一種想法是，在超大質量中子星存在的幾毫秒內，它發(fā)出非常強大的輻射，可能包括大量的中微子，”Sneppen說。“中微子可以導致中子轉化為質子和電子，從而產生更多更輕的元素。這種想法也有缺點，但我們認為中微子發(fā)揮的作用甚至比我們想象的還要重要。”
基洛諾瓦爆炸是球形的這一發(fā)現(xiàn)也有助于揭示暗能量，這種神秘的力量占宇宙總能量物質含量的70%左右，顯然推動了宇宙的加速膨脹。
目前，通過觀察遙遠的超新星、恒星死亡時發(fā)生的宇宙爆炸來測量宇宙膨脹的速度，與粒子物理學中對該速度的預測之間存在重大差異。
驚喜！碰撞的中子星產生完美的球形“kilonova”基洛諾瓦爆炸

一個基洛諾瓦和一個伽馬射線爆發(fā)的插圖，藍色代表被擠壓的物質，紅色表示由兩顆中子星圍繞它們創(chuàng)造的合并物體旋轉噴射的物質。(Image credit: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA and IT Research Computing Services)
“在天體物理學家中，有很多關于宇宙膨脹速度的討論。速度告訴我們，除了其他事情之外，宇宙有多老，”Sneppen解釋說。現(xiàn)有的兩種測量方法相差約十億年。在這里，我們可能有第三種方法，可以補充和測試其他測量。”
了解基洛諾瓦的形狀對于將這些宇宙事件變成一把測量棒至關重要。這是因為非球形的對象會根據(jù)觀察的角度以不同的方向發(fā)射光線，而球形爆炸無論方向如何都會提供更均勻的發(fā)射。當測量宇宙距離，從而推斷宇宙的膨脹速度及其加速度時，這可能會導致更高的精度。
研究小組表示，在基洛諾瓦可以以這種方式用作測量工具之前，這項發(fā)現(xiàn)提出的剩余問題必須得到回答——這意味著需要對中子星合并進行更多的觀察。
他們希望像激光干涉儀引力波天文臺(簡稱LIGO)這樣的引力波天文臺繼續(xù)工作，跟蹤這些合并發(fā)射的空間結構中的微小波紋，將使這些基洛諾瓦觀測得以進行。
這項新研究于2月15日在線發(fā)表在《自然》雜志上。

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