哈勃拍摄了第一次中子星碰撞的最深光学图像

由两个中子星合并而成的艺术作品。

正式撰写了《 2017年两个中子星强力合并的历史性发现》的最后一章。在极其明亮的爆炸声最终消失为黑色后，由西北大学领导的国际团队精心制作了余辉-这是著名事件生命周期的最后一部分。

所得图像不仅是迄今为止中子星碰撞余辉的最深图像，而且还揭示了有关合并起源，产生的射流以及较短的伽马射线爆发性质的秘密。

这项研究的负责人西北航空的文文辉说：“这是我们在可见光下对该事件进行的最深的曝光。”“图像越深，我们可以获得的信息越多。”

这项研究将在本月的《天体物理学杂志快报》上发表。方先生是西北大学温伯格文理学院的物理学和天文学助理教授，并且是CIERA（天体物理学跨学科探索和研究中心）的成员，CIERA是西北大学的一个赋权研究中心，致力于推进研究，并强调跨学科的联系。

许多科学家认为，2017年被称为GW170817的中子星合并是LIGO（激光干涉仪重力波天文台）迄今为止最重要的发现。这是天体物理学家第一次捕获到两个中子星相撞。在引力波和电磁光中都可以检测到，这也是这两种辐射形式之间的首次多信使观测。

可以检测到GW170817发出的光，部分是因为它在附近，使其非常明亮且相对容易找到。当中子星碰撞时，它们发射出了一颗新星-轻于经典新星，亮度是经典新星的1000倍，这是由于合并后形成了重元素所致。但是正是这种亮度使余辉-难以测量，而余辉是由接近光速的喷气机撞击周围环境造成的。

方说：“为了让我们看到余辉，千光必须移开。”“可以肯定的是，在合并后约100天，千禧一代逐渐淡出人们的视野，余辉接替了一切。”余辉是如此微弱，但是，让它留给了最敏感的望远镜来捕捉。

哈勃救援

从2017年12月开始，美国国家航空航天局（NASA）的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）发现了合并产生的可见光余辉，并在一年半的时间内再次访问了合并地点10次。

此框表示中子星合并（GW170817）及其余辉发生的位置。事件的亮度被星系（中心）的亮度所淹没。

在2019年3月底，Fong的团队使用哈勃望远镜获得了最终影像和迄今为止最深入的观测结果。在七个半小时的过程中，望远镜记录了发生中子星碰撞的天空图像。在中子星合并后584天，所得图像显示合并产生的可见光终于消失了。

接下来，Fong的团队需要消除周围星系的亮度，以隔离该事件极其微弱的余辉。

CIERA的博士后研究员，该研究的第二作者彼得·布兰查德说：“要准确测量余辉发出的光，您必须将所有其他光都带走。”“最大的罪魁祸首是来自星系的光污染，这在结构上极为复杂。”

Fong，Blanchard及其合作者通过使用所有10张图像应对了挑战，其中千光消失了，余辉仍然保留，最后是深的哈勃图像，没有碰撞痕迹。团队将深深的哈勃图像叠加在10个余辉图像上。然后，他们使用一种算法，从早期的余辉图像中细心地（逐像素）减去哈勃图像中的所有光。

结果是最终的图像时间序列，显示了微弱的余辉，没有背景银河的光污染。完全符合模型预测，这是迄今为止生产的GW170817可见光余辉最准确的成像时间序列。

方说：“亮度的变化完全符合我们的射流理论模型。”“它也与无线电和X射线告诉我们的内容完全吻合。”

照明信息

借助哈勃望远镜的深空图像，Fong和她的合作者收集了有关GW170817家用银河系的新见解。也许最引人注目的是，他们注意到合并周围的区域并没有密集的星团。

方说：“以前的研究表明，中子星对可以在球状星团的稠密环境中形成并融合。”“我们的观察结果表明，这种中子星合并绝对不是这种情况。”

根据新的图像，Fong还认为，被称为短伽马射线爆发的遥远宇宙爆炸实际上是中子星合并，只是从不同的角度来看。两者都产生相对论的射流，就像是一条以光速行进的材料的灭火水龙带。天体物理学家通常在直接对准伽玛射线爆发时会看到它们，就像直接凝视在消防水带中一样。但是GW170817是从30度角观看的，这在光学波长上是前所未有的。

方说：“ GW170817是我们第一次能够在偏轴位置看到喷气机。”“新的时间序列表明，GW170817与遥远的短伽玛射线暴之间的主要区别在于视角。”

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这项研究“ GW170817的光学余辉：“离轴结构射流和对球状星团起源的深度约束”，主要由国家科学基金会（授予号AST-1814782和AST-1909358）和美国国家航空航天局（授予号HST-GO-15606.001-A和SAO- G09-20058A）。

DOI：10.17909 / t9-6qez-fw41