两颗死星被困在一个迅速减小的螺旋漩涡中,向周围时空发出引力波,位于距离地球1.3亿光年外的星系NGC4993。
2017年,LIGO收到了这一奇怪信号,它有一个持久的信号有超过100秒,不到两秒后,伽马射线望远镜从天空的同一方向探测到伽马射线闪光。
天文学家很快就知道发生了什么事,但与以往不同,这是一个很长的引力波信号和伽马射线的结合。不仅是引力波,伽马射线,还有红外线,紫外线。这是第一次,同时看到两个多重信使,引力波和光波。所以那对天文学来说是一个开创性的时刻。
科学家意识到这不是另一次黑洞碰撞,这一次是两颗中子星在互相围绕中死亡。当它们最终发生碰撞时,会释放出大量的能量,碰撞产生了巨大的物质云,这些物质可能使光的速度减慢了一点,使光和引力波传播了1.3亿年,几乎同时到达地球。
这是天文学家第一次看到中子星相撞,称之为千新星。这壮观的宇宙事件不仅是释放能量,中子星碰撞后,这颗千新星产生了大量的碎片,这些碎片射向太空,最终为我们提供了一些非常特殊的重元素产生的证据。结果发现中子星在制造许多重元素中起着关键作用。
地球上的大多数元素是由恒星构成的,但是最重的元素是如何形成的,一直是科学界持续时间最长的谜团之一。像黄金和铂这样的元素,一直认为是在超新星中被创造出来。但当科学家们进行计算机模拟时,虚拟超新星却未能锻造出这些超大原子,因为重元素的形成需要大量的中子。所以另一个理论说明,最重的元素是在两颗中子星的合并中产生的。但当时没有人真正看到过中子星碰撞,很难使社会上相信这是生产重元素的潜在渠道。事实证明这一过程在宇宙中发生。
2017年的千新星提供了完美的机会,科学家注意到千新星遗迹颜色的细微变化,它发出一定量的光,并以我们所认为的颜色的特定波长发出。烟花中不同的颜色表明使用了不同的化学物质和烟火,同样,科学家也可以通过爆炸中的颜色来发现千新星中的元素,当千新星转为红色时,他们意识到这是新产生的重元素开始吸收蓝光的结果。
当观察到这些残余物的变化时,爆炸的颜色变化会膨胀并冷却,可以估计出产生了什么样的元素。碎片发出的光从蓝色、紫色变为红色和红外线,颜色的变化提供了某些重金属存在的线索。这次千新星产生的亮度和光谱与黄金和铂的预测模型一致。它描述了如何使原子比铁重,因为需要一个真正富中子的环境。
这次千新星产生了几十倍地球质量的黄金,2017年的千新星不仅揭示了关键元素的起源,它还照亮了中子星内部。
发现宇宙中最强的物质产生的磁场是地球磁场的一万亿倍。