一勺足以壓垮地球,承受著一整個恒星重量的中子星,它究竟多大?

天空之城 2020/10/02 檢舉 我要評論

中子星究竟有多大?就恒星物體而言,這些密度極大的,引力坍縮所形成的恒星體積卻很小。即使每一顆的質量都等同於一整顆龐大的恒星,一座中至大規模的城市直徑也足以與他們的尺寸相提並論。

中子星。圖源:歐南台(ESO)/L.Calçada.

多年以來,天文學家將中子星的大小鎖定在19至27千米(12至17英里)的范圍內。考慮到中子星的距離和特性,這個估計已經相當精確,但天文學家依然不懈地進行著深入研究,意在將其縮小到更精確的測量范圍。

一個國際研究組織取得了新的進展。通過分析從各地多台天文望遠鏡與天文臺取得的資料,馬克斯·普朗克引力物理研究所(The Max Planck Institute for Gravitational Physics,又稱阿爾伯特·愛因斯坦研究所 (AEI) )的成員又將中子星的確切尺寸范圍縮小了兩倍。

「我們發現,一顆典型的中子星約比太陽重1.4倍,而它的半徑約為11千米。」 漢諾威總部研究團隊的負責人巴德里·克裡希南(Badri Krishnan)如此描述,「我們的研究結果將半徑鎖定在10.4至11.9千米之間。」

:雙中子星合併的概念插圖。圖中窄光束為伽馬射線爆,代表時空的網格上產生的漣漪為各向同性的引力波,這也是雙中子星合併的顯著特徵。正在合併的雙星中噴出的旋動物質會發出一些能量較低的光線,這些光線能夠被觀測到。圖片來源:國家科學基金會(National Science Foundation)/ 鐳射干涉引力波天文臺(LIGO) /索諾瑪州立大學/ A. 西蒙內

這個團隊的研究物件實際上赫赫有名:GW17087,由一對相互緊密環繞的雙中子星合併所產生的一個持續約100秒的引力波。它於2017年8月17日被鐳射干涉引力波天文臺(LIGO)與室女座干涉儀(Virgo Interferometer)探測到。

圖解:雙中子星合併碰撞瞬間的概念圖。圖片來源:卡內基科學研究所

圖解:GW170817於漢福德,利文斯頓和室女座天文臺分別測得的時頻圖。信號在兩個LIGO探測器中清晰可見,為一個正啁啾波。由於室女座干涉儀的靈敏度較低,且引力波來源方位恰巧是其盲區,因此在室女座處不可見。圖片來源:LIGO科學合作組織/室女座合作組織

此外,費米衛星,哈勃太空望遠鏡以及世界各地的多種望遠鏡和天文臺均對此天文事件進行了無數次研究,這些觀察結果為馬克斯·普朗克團隊提供了大量有效資料。

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