茧”模型解释中子星并合产生的电磁辐射

英国《自然》杂志12月19日在线发表的一篇天体物理学论文，深究了今年8月17日探测到的中子星并合所释放的伽马射线、X射线和无线电波的来源。他们提出：碰撞发生后，一束离轴辐射喷流并非无线电波余辉的来源，而一种“茧”模型才能最好地解释这些辐射。

GW170817是首次探测到的来自双子星并合的引力波事件，它产生的辐射覆盖了整个电磁波段。其中，紫外、光学和近红外辐射，可以由并合中喷射出的重元素（比如铀和金）放射性衰变解释。然而，人们所观察到的伽马射线、X射线和无线电波辐射，则需要其他的解释。

据一个稍早时间建立的模型，这些电磁波辐射可能来自于一束在并合中产生的强大辐射喷流。这个暗示中子星并合是短伽马暴（SGRBs）首要原因的模型，预测到了这束喷流的存在，而伽马射线暴的来源正是当前一大宇宙未解之谜。

然而，美国加州理工学院的研究人员昆纳尔·莫雷及其同事，此次深入分析了中子星并合后的93天里，GW170817事件的无线电波光变曲线，表明它和以上描述的离轴喷流的辐射释放不一致。

他们发现，一种“茧”模型才能最好地解释这些辐射。在这个模型设定的场景中，高速物质喷流喷出但是并没有彻底逃脱，将部分能量释放到更慢的“千新星”（即双中子星并合过程中产生的辐射加热抛射物，亮度达到千倍新星级别的现象）中。于是，一部分被“茧”包裹的物质，就脱离了这些发射速度较慢的物质。这解释了人们所观察到的伽马射线、X射线和无线电波辐射，而大部分喷流能量也被转移到“茧”中。

此次研究中，团队成员并未发现喷流产生短伽马暴的直接证据，因此双中子星并合与短伽马暴之间的联系仍待考证。