钱德拉揭示暴力合并的证据

利用钱德拉的数据，迄今为止，天文学家有最有力的证据表明，剧烈的恒星合并会产生铅笔状的喷射流。该结果对估算重力波观测站可能探测到的这种合并的数量有影响。

伽玛射线爆发或GRB是宇宙中最暴力和最活跃的事件。尽管这些事件是宇宙中最发光的爆炸，但一项使用NASA钱德拉X射线天文台，NASA的Swift卫星和其他望远镜进行的最新研究表明，科学家可能会缺少这些强大的宇宙爆炸中的大多数。

天文学家认为，某些伽马射线暴是两个中子星或一个中子星与一个黑洞碰撞合并的产物。迄今为止，这项新研究提供了最好的证据，表明这种碰撞将产生非常窄的伽马射线束或射流。如果这样的窄喷流没有指向地球，那么碰撞产生的GRB将不会被检测到。

预计两个中子星或一个中子星与黑洞之间的碰撞将成为引力波的强大来源，无论喷射流是否指向地球，都可以检测到这些引力波。因此，该结果对激光干涉重力波天文台（LIGO）和其他重力波天文台可检测到的事件数量具有重要意义。

2014年9月3日，美国国家航空航天局（NASA）的斯威夫特天文台（Swift Observatory）捡起了GRB –由于被发现，被称为GRB 140903A。科学家利用夏威夷的双子座天文望远镜进行的光学观测，确定了GRB 140903A位于一个距离约39亿光年的星系中，相对于GRB而言相对较近。

图形中的大面板是一个插图，显示了中子星合并的后果，包括GRB的产生。中心是一个紧凑的物体-一个黑洞或一个巨大的中子星-红色是合并后剩下的一盘物质，其中的物质掉落到该紧凑的物体上。来自该下落物质的能量驱动以黄色显示的GRB射流。橙色表示从圆盘吹走的粒子风，蓝色表示从紧凑的物体弹出并以大约光速的十分之一的极高速度膨胀的物质。

两个较小面板的左侧图像显示了发现通道望远镜（DCT）的光学视图，正方形中间是GRB 140903A，右侧是钱德拉（Chandra）的特写X射线视图。光学图像中的亮星与GRB无关。

伽马射线爆炸持续了不到两秒钟。这将其归类为“短GRB”类别，天文学家认为这是中子星-中子星或黑洞-中子星碰撞的输出，最终形成具有强磁场的黑洞或中子星。（科学上的共识是，持续时间超过两秒的GRB是由一颗大质量恒星的坍塌造成的。）

在Swift发现GRB 140903A之后大约三周，由马里兰大学学院公园分校（UMD）的Eleonora Troja带领的一组研究人员与Chandra一起在X射线中观察了GRB的后果。Chandra对GRB的X射线发射随时间如何减少的观察提供了有关射流特性的重要信息。

特别是，研究人员发现，根据X射线观测结果，加上双子座天文台和DCT的光学观测结果以及美国国家科学基金会的Karl G. Jansky Very Large的无线电观测结果，射流的射束角度仅为大约5度。大批。这大致相当于一个圆形，三个中指的直径与手臂保持一致。这意味着天文学家在这种类型的GRB起飞时仅检测到大约0.4％，因为在大多数情况下，喷气机不会直接对准我们。

其他天文学家先前的研究表明，这些合并可能会产生窄喷流。但是，在这些情况下的证据并不那么强大，因为没有观察到在多个波长下光的快速衰减，从而可以做出不涉及射流的解释。

有几条证据将这一事件与两个中子星的合并或中子星与黑洞之间的融合联系起来。其中包括伽玛射线发射的特性，衰老以及GRB宿主星系中恒星形成率低以及缺少明亮的超新星。在以前的某些情况下，没有找到有关此连接的有力证据。

新的研究表明，这种合并可能是比铁重的元素（如黄金）的生产地。因此，这些事件的发生率对于估算这些合并产生的重元素总量并将其与银河系中观测到的数量进行比较也很重要。

描述这些结果的论文最近被《天体物理学杂志》发表，并可以在线获得。NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

研究报告的PDF副本：短GRB 140903A余辉中的消色差：证明窄喷嘴

学分：插图：CXC / M。魏斯; X射线：NASA / CXC / Univ。马里兰州/ E。Troja等人，《光学》杂志：洛厄尔天文台的探索频道望远镜/ E。Troja等。