我们给NASA的艾姆斯研究中心的超级计算机“昴星团”用上了劲儿,把两颗中子星在碰撞前7.7毫秒那个关键瞬间的动静给模拟出来了。马里兰大学的瓦迪辛格还有希腊帕特拉斯大学的斯基亚萨斯带着大伙儿一起弄了这个项目,迪米特里奥斯·斯基亚萨斯当领队。这是咱们了解宇宙中这种大质量恒星残骸碰撞的一个新路子。 这些中子星的个头很小,半径也就十公里左右,但密度和磁场强度特别高,磁场能达到地球的万亿倍以上。当它们转圈转得快就要碰到一起时,会释放出巨大的能量,比如伽马射线暴和引力波。以前咱们老是盯着碰撞那一下以及撞完以后的事儿看,比如2017年人类第一次通过LIGO和Virgo同时抓到了来自同一个事件的引力波和光信号,标志着多信使天文学时代开始了。 这次研究的重点就是在撞之前那最后一刻,看看两颗中子星带着的超级强磁场到底是怎么互相打架的。戈达德太空飞行中心的卡拉波塔拉科斯说,这个过程就像是一个会自己重新组合的巨大磁路系统,里面电流跑得飞快,把带电粒子加速到了无法想象的高度。 模拟结果显示,磁场线断掉后又重新连起来了,产生了各种奇怪的结构。最高能量的伽马射线因为能量太高,很快就被磁场困住了没法跑出去。不过那些能量稍微低一点(只有可见光百万倍)的伽马射线和X射线光子还是有一部分能逃出去的。 更有意思的是这些逃逸出去的辐射有个特点:它往哪儿走不是随机的,要看咱们是从哪个角度看过去的。随着两颗星越来越近,信号也会变得特别亮。瓦迪辛格就说视角太重要了。这对咱们以后怎么去捕捉这种信号给了个明确的方向。 另外这剧烈的磁场变化也可能会影响到中子星本身。虽然磁力比不上引力那么强大,但一直这么折腾下去累积起来的效果,说不定能在引力波信号上留下一点点印记。这就让下一代探测器有了新的研究方向。 LISA这种未来的太空望远镜要是部署好了,再加上地面上的LIGO和Virgo灵敏度越来越高,咱们就能提前预警这些中子星要撞了。到时候如果能把引力波的警报和太空望远镜的观测配合起来,说不定就能第一次真正抓住撞前磁场剧烈变化产生的信号。 这对咱们了解极端磁场和高密度下的物理规律、搞懂宇宙里的重元素是咋来的都有很大的帮助。人类探索宇宙奥秘的路又宽了一条。