- 什么是双星合并:
两颗相接双星(距离很近?)相互绕转,相对论告诉我们,这个体系不会永远持续下去,当足够的能量以引力波形式被辐射掉时,两个彼此环绕的质量将碰上并合并在一起(轨道衰变)。宏观表现为这两颗恒星的外层大气合并成一个,它们的公转周期随时间以指数形式缩短(越转越快),并开始变亮,直到两颗恒星核心合二为一,释放出大量的能量,以及重元素、引力波和电磁信号。
2. 双中子星合并会发生什么:
双中子星合并除引力波外还会产生电磁对应体(如伽玛射线暴流及其他电磁现象,甚至是可见光!),而之前观测到的引力波是由黑洞合并引起的,只能观测到引力波。因为黑洞是能量结构(中子星是物质结构),碰撞后不会产生电磁信号(即使有也察觉不到),所以传统天文望远镜无法“看到”,只能被LIGO(激光干涉引力波观测站)这样的高端货“听到”。另外,双黑洞并合产生的引力波很短暂,而双中子星的可以持续1分钟之久,更方便观测和检验理论(如广义相对论)。
3. 为什么说观测到双中子星合并是个大事件:
虽然引力波被认为在探测宇宙中将发挥划时代的作用(意义好比生物第一次进化出眼来观测可见光),但目前仍缺少相应的电磁波观测辅助,而天体环境属性等要通过电磁辐射表现(如大气光谱),所以两者能相互映照才算真正开创一个划时代的天文学研究工具。
科幻引申:宇宙中许多重元素都是由双星合并产生的。试想有一个高级文明,掌握了足够低成本的方法,来控制双中子星实现人工合并,是否可以以此大规模制造重元素?
用科学家的话评论这个发现:“我们已经进入一个天文学中的新时代,在那里我们不光用望远镜而且也用干涉仪、我们不光用光而且也用引力波来观看和理解宇宙。如果合并的中子星对LIGO揭示它们自己,即使这个事件是罕见的并且检出率是低的,这意味着我们已经越过了那个下一个前沿。引力的天空和基于光的天空彼此将不再是陌生的。相反,我们将更进一步理解宇宙中最极端的天体实际上是怎样工作的,我们会有一个之前没有人有过的探究我们宇宙的窗口。”
作者:驿宁物理研究所 李李研究员