中子星合并时会产生宇宙中最剧烈的“动静”之,短时伽马射线暴(short GRB)、引力波涟漪,以及制造金、铂等重元素的千新星爆发,堪称多信使天文学的巅峰事件。但大家往往只关注最终的剧烈碰撞,那么在两颗中子星真正撞在一起之前,究竟发生了什么? 最近,天文学家利用位于加州硅谷的NASA Ames研究中心的Pleiades超级计算机,进行了超过100次高精度模拟,针对两颗质量各约1.4倍太阳、互相绕转的中子星系统,特别聚焦合并前最后的十几毫秒到几毫秒轨道演化。模拟发现:当两颗中子星越靠越近,它们的超强磁场(magnetosphere)会像两条纠缠的巨蟒一样相互“穿插”、不断重连、重构,形成一个动态变化的“磁路”。在这个过程中,磁场剧烈重组会加速大量电子和正电子,产生高能辐射。最关键的结论是:在碰撞前的最后几圈轨道,系统开始发射伽马射线,而且亮度并非一成不变,而是**越来越强、越来越亮。这种前兆伽马射线(pre-merger gamma-ray emission)和伴随的X射线信号,其强度随轨道快速缩小而显著增强,具体亮度变化和辐射方向强烈依赖两颗星的磁场相对取向以及观测视角。换句话说,如果未来引力波探测器(如下一代LIGO/Virgo或更灵敏的观测台)能提前几秒到几十秒给出“警报”,天文学家就有机会指挥地面和空间的高能望远镜,在真正合并发生前捕捉到这逐渐明亮的伽马射线“前奏”。这将是人类第一次可能在引力波与电磁波两个信使同时、且在合并前就对同一事件进行联合观测,将极大加深我们对中子星内部结构、极端磁场行为以及伽马射线暴形成机制的理解。宇宙中最暴烈的“婚礼”之前,原来还有一段逐渐升温、越来越亮的“前奏曲”。而我们现在,正通过超级计算机第一次听清了这段前奏的旋律。#探索宇宙#天文奇观#中子星 #知识科普 #天文
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