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2024-01-16

走近科学:中子星,新望远镜探测到死亡的太阳碰撞


中子星的碰撞为我们提供了一个机会,让我们看到这些令人难以置信的物体内部是什么

借助一架功能强大的新望远镜,天文学家第一次可以探测到死太阳(中子星)的碰撞。

中子星的碰撞是我们理解宇宙的关键。

人们认为它们产生了重金属,形成了数十亿年前的恒星和行星,就像我们的恒星和行星一样。

撞击产生的光只能在几个晚上可见,所以望远镜必须尽快定位它们。

天文学家在2017年观测到其中一次碰撞,但主要是运气。

英国建造的引力波光学瞬变观测站(GOTO)位于西班牙火山岛拉帕尔马的云层上方,现在将系统地寻找它们。

华威大学(Warwick University)的丹尼·斯蒂格斯(Danny Steeghs)教授在拉帕尔马告诉我:“当一个真正优秀的探测出现时,所有人都要充分利用它。”

“速度是关键。我们正在寻找一种非常短暂的东西——它们在消失之前没有多少时间了。”

中子星非常重,一小茶匙中子星的物质就有40亿吨重。

这台望远镜让天文学家能够有效地打开其中一个,看看里面有什么。


新望远镜看起来像一排火箭发射器

为了能清晰地观察天空,该望远镜坐落在一座山峰上,那里有十几个形状和大小各异的仪器,每一个都在研究不同的现象。

当它的两个圆顶打开时,可以看到由八个圆柱形望远镜组成的两个乌黑发亮的电池栓在一起——这种结构看起来更像是具有威胁性的火箭发射器。每个电池通过快速垂直和水平旋转覆盖其上方的每一片天空

中子星是一个死太阳,它在巨大的重量下坍缩,粉碎了曾经使它发光的原子。它们有很强的引力,相互吸引。最终它们碰撞并合并。

当这种情况发生时,它们会产生一道闪光,并在宇宙中产生强大的冲击波。它使宇宙中的一切都在摆动,包括我们每个人体内的原子,在不知不觉中。

这种被称为引力波的冲击波会扭曲空间。当它在地球上被探测到时,新的望远镜就会立即行动,寻找闪光的确切位置。


中子星是太阳,它们在自身重力的重压下坍缩,粉碎了曾经让它们发光的原子

操作人员的目标是在引力波探测后的几小时甚至几分钟内确定它的位置。他们拍下天空的照片,然后用数字技术把前一天晚上在那里的恒星、行星和星系去掉。任何之前不存在的光斑都可能是碰撞的中子星。

这通常需要数天或数周的时间,但现在必须实时完成。这是一项很大的任务,需要使用计算机软件来完成。

天体物理学教授乔·莱曼博士说:“你会认为这些爆炸非常有能量,非常明亮,这应该很容易。”“但我们必须在一亿颗恒星中寻找一个我们感兴趣的物体。

“我们必须非常迅速地做这件事,因为这个物体会在两天内消失。”


该团队与其他天文学家一起对这次碰撞进行了更详细的研究

该团队与其他天文学家一起对这次碰撞进行了更详细的研究。

一旦他们确定了碰撞的位置,他们就会转向世界各地更大、更强大的望远镜。它们以不同的波长更详细地探测碰撞。

莱曼博士解释说,这个过程“告诉我们物理学的极限”。

这座山峰让天文学家离恒星更近了一点。GOTO的仪器科学家肯德尔·阿克利博士说,有了这台望远镜,他们有了一种观察宇宙的新方法。

她说,传统的天文学是关于运气的。“现在我们不再希望有新的发现了。相反,我们被告知在哪里可以找到它们,并逐步揭开宇宙中存在的东西。”

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