一次短伽马射线暴产生了10倍于理论预测值的红外辐射。NASA / ESA
今年5月22日，天文望远镜在距离地球十分遥远的宇宙中侦测到了一次短伽马射线暴。而接下去发生的事情让天文学家既感到震惊又感到不可思议。
通常认为，短伽马射线暴是中子星合并产生的。理论模型预言中子星合并产生的红外辐射量只会在一个相对固定的范围内波动。但是在对这个伽马射线暴源头进行了深入持续的观测之后人们发现，其产生的红外辐射量比理论预言高出10倍以上。据此天文学家认为，此次中子星合并形成的不是黑洞，也不是一颗普通的中子星，而是别的什么。
过量的红外辐射是哈勃太空望远镜发现的。中子星合并过程中产生的红外线通常是重元素，比如金、铂、铀合成的副产品。中子星是大质量恒星爆炸后残留的致密内核，而中子星和中子星的合并过程被称为“千新星”爆发。千新星爆发的亮度可以达到普通新星的千倍以上。
过量的红外辐射意味着在这颗千新星爆发的过程中，抛射物遭遇到了额外的能量输入；而产生这些能量的，很可能是一颗新出现的“磁星”，亦即这两颗中子星合并后的产物。
千新星出现的方位。NASA / ESA
磁星是一种磁场超级强大的特殊中子星。唯有磁星的超强磁场才能产生这些额外的能量。天文学家一直奇怪磁星的超强磁场究竟是怎么形成的。通常认为磁星也是大质量恒星爆炸后残留下来的内核。但此次事件表明，磁星也有可能是中子星合并的产物。而在最近的研究中有天文学家认为，磁星还是宇宙中另外一种神秘现象——快速射电暴的始作俑者。
研究人员观测到了此次中子星合并事件中红外辐射强度从最高点逐渐减退的整个过程。哈勃太空望远镜在伽马射线暴发生后很短时间内就捕捉到了与其对应的红外辐射源。随后又在第16天和55天对其进行了重新观测。最终让天文学家相信他们确实看到了一次难以置信也难以解释的宇宙爆炸事件。
中子星合并形成磁星的过程。NASA / ESA
参考
The Broad-band Counterpart of the Short GRB 200522A at z=0.5536: A Luminous Kilonova or a Collimated Outflow with a Reverse Shock?
https://arxiv.org/abs/2008.08593
