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    很久以前,在远处的一个星系 - NGC 4993,准确地说

经过数十亿年的缓慢盘旋,在最后的瞬间,两颗堕落的恒星相互缠绕成千上万次,最后以相当大的光速砸在一起,可能造成一个黑洞。合并是如此暴力,它震动了宇宙,释放了大约2亿太阳的能量作为时空结构中的扰动,称为引力波。那些波浪从合并中传播出来,如池塘上的涟漪,最终冲洗地球 - 进入我们星球的首次引力波探测器,美国建造的LIGO和欧洲建造的处女座天文台。

然而引力波不是合并的唯一产品。该事件还发射了电磁辐射 - 即光线 - 这是天文学家第一次设法捕获来自单一来源的引力波和光。合并的第一道亮光是一阵短暂的伽马射线,这可能是美国宇航局费米伽玛射线太空望远镜拍摄的黑洞的诞生呐喊。几个小时后,天文学家使用地面望远镜检测到更多来自合并的光 - 一个所谓的“千诺沃” - 产生的合并碎片扩大和冷却。几个星期以来,世界上很多天文学界都观看了千禧声,因为它从视线中逐渐消失。

当天文学家研究合并在不同波长的光线下的后果时,他们看到了无数重元素瞬间形成的迹象。天文学家长期以来一直预测,合并中子星可能是形成金和钛等元素的原因,这些元素在恒星中不会形成。他们在合并的千禧年金宝博开户网址变化之光中看到的大多数东西都与这些预测相符,虽然没有人明确地直接看到合并在任何时候喷出金块。

即使看到与我们分离的估计有1.3亿光年,这次活动也是大而光明的。基于中子星的稀有性 - 更不用说碰巧合并的了 - 我们不太可能看到这样的显示器更接近我们。但让我们想象一下,如果我们能够 - 如果它发生在银河系或其中一个卫星星系中。或者,天堂禁止,在我们直接的恒星邻里。我们会看到什么?它会对我们的家庭世界产生什么影响?环境,文明,甚至人类都会完好无损吗?

即时行动

虽然LIGO可以“听到”中子星和黑洞等大型物体的合并,但天文学家仍然很幸运能够发现这一特殊事件。根据路易斯安那州立大学的LIGO团队成员兼天体物理学家GabrielaGonzález的说法,如果合并的距离是三到四倍,我们根本就听不到它。具有讽刺意味的是,LIGO用于探测遥远的黑洞并购的精巧调整可能会让它错过在太阳系最近的邻近恒星周围发生的大事。来自附近此类事件的巨大而强烈的引力波“可能会比我们仪器的动态范围更大,”Gonzalez说。

尽管强大到足以震动宇宙,但即使是附近两个大黑洞合并的引力波仍然几乎不可察觉,因为震动在微观尺度上表现出来。(如果气体,灰尘或任何其他物质与合并的黑洞非常接近,那么天文学家可能会看到当它投入时从那些下落的材料中发出的光。)“令我惊讶的是,你可能会如此接近黑洞碰撞,即使在太阳系外面也很近,你甚至都不会注意到用眼睛拉伸时空,“González说道。“你仍然需要一种仪器来观察或测量它。”

相比之下,我们银河系中的中子星合并的千瓦可能会非常明显。Gonzalez说它可能突然在天空中成为一颗明亮的恒星,LIGO也可以清楚地发现它。LIGO听到的引力波不会持续几秒钟,而是会在几分钟甚至几小时内被吸引出来,因为中子星在最终聚结之前就会越来越紧密地聚集在一起。这有点像调到现场Grateful Dead果酱而不是工作室版本。(是的,我们可以说这首歌是“黑暗之星”。)

然而,即使LIGO调整了,我们也可能会错过看到附近中子星合并及其随后的千禧光的大部分光线。西北大学的天文学家卡里弗兰克说,这样一个大而明亮的事件可能金宝博官网最终被灰尘和其他恒星遮挡 - 至少在可见光和红外波长处。换句话说,利用无线电或X射线等波长观测的LIGO和望远镜可能会瞥见光学天文学家会错过的附近的千瓦。“在过去100年左右的时间里,有超新星 - 至少我们在银河系中知道的超新星 - 我们根本没有看到爆炸,我们只看到了之后留下的东西,”弗兰克说。而对于它所包装的所有冲击,千瓦诺只是典型超新星光度的一小部分。

尽管如此,天文学家对银河系内或周围任何恒星大灾变的反应都可能很快。毕竟,有一个超新星1987A的例子需要考虑。

大爆炸

顾名思义,超新星1987A发生在1987年,在一个称为大麦哲伦云的银河系轨道的矮星系中展开。一颗大约八倍太阳质量的恒星自身坍缩,并将其外部气体输送到星际空间,形成一个重元素和其他碎片的星云,然后坍缩成中子星或黑洞。它仍然是天文学家在近代看到的唯一超新星。

弗兰克研究了随后观察超新星1987A的全球运动,重点关注天文学家如何在互联网充满萌芽的时候组织和执行他们的观察。“有人看到了什么,他们向所有人发出通知,”她说。“最初发现它的人不得不打电话告诉他们这件事情正在发生,他们看到天空中的这颗超新星非常接近,”弗兰克说。“他们把这些信件和信件发给了人们 - 然后每个人都可以去他们的望远镜并指向它。”

几个月来,全世界的天文学家都在利用几乎所有可用的望远镜来仔细检查这一事件。“每个人都想确保尽可能多的[望远镜]看着它,”弗兰克说。最终,事情已经稳定下来,但是包括弗兰克在内的金宝博开户网址一些研究人员在30年后仍在研究超新星的遗迹。“对某些人而言,这是改变生活,或者至少改变职业,”弗兰克说。“这就是当年天文学界的事情。”

与LIGO一样,超新星1987A的观测活动涉及数千名合作者。但并非所有人都共同分享了科学文献中发表的许多研究成果的共同创作的荣耀。因此,没有真正的人数参与人数。计算最近合并中子星合并的合作者要容易得多 - 在67篇论文中约有3,000位作者,或者估计整个天体物理学领域的15%。

有多少天体物理学家会因超新星1987A等其他事件获得信誉的问题,在很大程度上取决于事件的接近程度。例如,如果超新星1987A发生了很多,更接近地球 - 例如附近的一颗恒星 - 关键的不确定性可能变得不是有多少科学家观察到这一事件,但有多少幸存下来。

从上面死亡

根据2016年的一项研究,距离地球近50光年的超新星可能对地球生物圈 - 包括人类 - 构成迫在眉睫的危险。这一事件可能会让我们陷入如此多的高能宇宙辐射中,它可能引发行星质量的灭绝。研究人员暂时将濒临灭绝率和生物多样性暴跌的事件与假定的天体物理事件联系起来,并且至少有一个案例甚至发现了附近超新星作为罪魁祸首的确凿证据。二千万年前,距离地球325光年的一颗恒星爆炸,用放射性铁粒子喷射行星 ,最终 沉积在海底的深海沉积物中。研究人员推测,这一事件可能引发了冰河时代,并改变了进化过程和人类历史。

过去(和未来)天体物理大灾变对地球生物圈的影响的确切细节不仅取决于它们的距离,还取决于它们的方向。例如,超新星有时会向各个方向驱逐它的能量 - 这意味着它并不总是一个非常有针对性的现象。预计合并黑洞几乎不会发射任何辐射,这使得它们对任何附近的生物圈都具有惊人的良性。然而,一个kilonova具有不同的物理特性。中子星的半径是几十公里而不是几百万像典型的恒星。当这些密集的物体合并时,它们倾向于产生从其极点喷出伽马射线的喷射器。金宝博开户网址

“对我们来说,它看起来像它,它对我们的影响,很大程度上取决于其中一架喷气机是否直接指向我们,”弗兰克说。根据它与地球的距离和方向,一架千米的喷气式飞机将在一个壮观的灯光秀和一个灾难性的剥离行星的高层大气之间走一条细线。如果喷气机直接指向我们,可能会有大幅度的变化。我们可能不会看到他们来了。千禧虫开始于一连串的伽马射线 - 令人难以置信的高能光子,根据定义,它们以光速移动,最快的任何东西都可以穿越宇宙。因为没有其他东西可以更快地移动,那些光子将首先发射,并且没有警告。

“太空望远镜科学研究所的天文学家安德鲁弗科特说:”伽玛射线的作用可能比其他任何东西都要溶解臭氧层。接下来,当来自千诺瓦的可见光遇到我们的星球时,天空会变得眩目地变白。远远落后于光线将是从重元素的千克 - 放射性粒子中射出的速度较慢的物质,这些物质以足够的数量对地球进行喷砂处理,仍然可能会产生致命的打击。

如果kilonova接近,但是在50光年之内,则给予或接受。在更安全的距离,伽马射线仍会使面对的半球上的臭氧层烧焦,但另一侧将受到行星体积的屏蔽。“大多数辐射发生得非常快,因此地球的一半会被隐藏起来,”Fruchter说。仍然会有瞬间致盲的光芒。几个星期后,一颗新星将在天空中燃烧,然后逐渐消失。

不大可能发生的事

不要让这一切让你夜不能寐。Kilonovae是一种相对罕见的宇宙现象,据估计在银河系这样的银河系中每10,000年就会发生一次。那是因为由超新星产生的中子星几乎不会形成对。通常,一颗中子星会从其形成的超新星中获得巨大的“踢”; 有时候这些踢法足够强大,可以完全从它的星系中弹出一颗中子星,无限期地穿过宇宙。“当中子星出生时,它们往往是高速的。对于它们来说,以二进制生存是非常重要的,”弗鲁克特说。由于缺乏一个更好的术语,两个人在独立形成之后找到彼此和合并的可能性是天文数字低。

我们在银河系中知道的二元中子星距离合并还有数百万或数十亿年。鉴于这些事件是如此罕见,天文学家甚至根本看不到所产生的千诺瓦,所以任金宝博官网何地方合并的中子星都会让LIGO感到意外。但是,如果确实发生过这种情况 - 例如,在银河系的一个卫星星系中 - 这将是一个很好的理由去见望远镜,目睹一个短暂的,辉煌的新“星”的闪光和褪色。危险几乎不存在,但不是收益:我们这一代天文学家将拥有他们自己的超新星1987A进行剖析。“这是一次多生命事件,”弗兰克说。因此,她说,我们需要跟随世界上所有的天文资源。“我们必须记住超越最初的爆炸,

目前,天文学家的注意力仍然集中在NGC 4993中的千瓦上。地球的轨道运动将太阳放置在我们和遥远的星系之间,然而,隐藏了千诺瓦褪色的余辉。当我们的观点在十二月清除时,世界上许多望远镜的眼睛将再次转向包含合并的小片天空。在此期间,论文将被撰写和出版,职业发展,声誉受到保护。科学将继续前进,等待 - 等待下一次可能的千禧年一瞥,一个中子星合并的低语,或者,如果我们幸运的话,还有一些新的东西。


2018-09-18