臺北市立天文科學教育館

一般觀測到的重力波事件通常來自於兩個黑洞併合所產生，但是GW170817則是由於兩個中子星併合而形成。GW170817於2017年8月首次被探測到，透過各式的望遠鏡看到了不同波段光譜，直至目前錢卓拉X射線天文臺仍持續對其進行觀測。由錢卓拉觀測到的X射線數據顯示，其存在一個狹窄的噴流，此噴流隨著時間而減速且擴散，這項研究提供了中子星併合後發生類似音爆般X射線的證據。GW170817是第一個，同時檢測到重力波和電磁輻射的中子星併合事件，利用不同波段的觀測，為天文學家提供了關於中子星併合和其他相關現象的物理學訊息。

錢卓拉觀測GW170817至今四年多來，天文學家認為在中子星合併後，其爆炸過程中形成鉑和金等放射性元素的衰變，產生可見光和紅外光，這種光爆發被稱為千新星（Kilonova）。換句話說，千新星是因中子星併合而產生的天文現象。事實上，在這事件中首先觀測到重力波，之後數小時才從GW170817檢測到可見光和紅外光。天文學家猜測，中子星併合產生了一股沒有直接指向地球的高能粒子噴流，這也是為什麼錢卓拉最初沒有看到X射線的原因。爾後，因與周圍的氣體和塵埃碰撞，噴流的速度因此減慢並擴大開來，這使得錢卓拉觀測到的X射線增加，隨後在2018年初下降，但至2020年底以來，錢卓拉探測到的X射線則一直保持在幾乎恆定的狀態。從錢卓拉在2020年12月和2021年1月所拍攝的數據中，顯示了來自GW170817及其宿主星系NGC 4993中心X射線發射，研究團隊認為此穩定的X射線，可能來自於千新星爆炸産生的衝擊波撞上GW170817周圍的氣體。被這種衝擊加熱的物質會在X射線中穩定發光，從而產生千新星餘輝，就如同錢卓拉所觀測到的那般。

或者還有另一種解釋，X射線是來自於墜入中子星併合後形成的黑洞的物質。研究人員表示檢測到千新星餘輝意味著併合並不會立即產生黑洞，而此也提供了一個機會，讓天文學家得以研究物質是如何在黑洞誕生幾年後落入黑洞的。無論是哪一種情況，都使我們有機會研究和理解以前從未觀察到的新物理過程。該研究成果發表於《Astrophysical Journal Letters》期刊上。（編譯／趙瑞青）