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双中子星并合引力波事件对应射电喷流被发现
2019-03-07 13:29:00| 【 【打印】【关闭】

  2017年8月的引力波事件GW170817是迄今发现的第一个双中子星并合事件,并且在几乎所有电磁波段的后续观测中都探测到它的对应体,宣告了多信使天文学时代的到来。最近国际顶级期刊《Science》发表了最新的全球VLBI观测结果,即在双中子星并合后的电磁对应体中探测到了射电喷流。中科院新疆天文台的研究人员协同中国VLBI网望远镜成员参与了此项联测研究并发挥了重要作用。 

  中子星并合过程中会引发伽玛射线爆,爆发抛射物与星际介质相互作用产生从X射线到射电波段的余辉,并形成一个包裹在并合天体周围的“茧壳”。对电磁余辉的监测发现,其持续缓慢变亮后开始逐渐变暗。理论模型认为这是并合天体的形成的喷流导致的。结构化喷流,准直性好,能够穿透壳层,辐射到外部空间,从而被观测到;而受扼喷流,准直性不好,张角较大,被束缚在壳层里,只能慢慢推动壳层膨胀。这两种模型是无法仅仅从光变观测中简单区分的,需要超高分辨率的射电干涉观测来甄别。 

  意大利国立天体物理研究所的Ghirlanda博士联合了欧洲、中国和澳大利亚等科研人员,在2018年3月进行了一次最大规模的5GHz全球VLBI联测。这次联测几乎动用了全球五大洲所有的厘米波段VLBI阵列,包含欧洲EVN、美国VLBA、俄罗斯KVAZAR、中国CVN和澳大利亚LBA等共计33架望远镜。此次全球VLBI观测数据的分辨率在东西方向上达到1.5毫角秒,南北方向上达到3.0毫角秒,对射电源的大小做出了最强的限制,同时在5-sigma水平上探测到40微央斯基单位波束的喷流流量,证认了结构化喷流模型。 

  新疆天文台的南山26米望远镜是EVN基线向东方延伸的重要中继结点,为本次观测在东西方向上的高分辨率发挥了重要作用。我国上海65米射电望远镜和云南昆明40米射电望远镜与澳大利亚LBA也在南北方向上对uv覆盖提供了有效的填充,提高了成图质量。 

  该项研究的成果将继续激发射电天文学家对引力波电磁对应体的研究兴趣。VLBI全球联测也将继续在并合天体射电喷流的高分辨率观测中发挥作用,为深入认识引力波事件提供更多的观测量信息,同时这种全球协同的国际合作模式在未来的重大天文观测中也将大行其道。 

  

  图:双中子星并合后产生的喷流观测与模型比较 

作者:张明

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