天文事件如何“快速”发生?


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我已经看到了很多有关天文学的新闻,但是我对了解它的工作原理或人们如何观察它还没有深入的了解。它让我开始思考:例如,如果我想观看超新星,我将需要多长时间才能观看整个“事件”?还是像NASA这样的事件“ 看到某个东西从黑洞中出来 ”,当某个东西真的很快出现时,他们是在“注视”黑洞吗?还是观察了几个月?还是黑洞的诞生?

现在,我确实知道黑洞将消失数十亿年,我很好奇天文学家观测此类事件需要花费多少时间。


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并非完全相同,但Rau等人(2012年)中的这个数字给出了一些天文瞬变的衰减时间的一些概念。基本的经验法则是,事件发生的时间不能快于变化区域的穿越时间。因此,如果黑洞吸积盘在亮度变化1个光日时发生变化,那么该时间就是变化1天。较小的变化源可以更快地变化。
-astrosnapper,

一颗燃尽的恒星坍塌需要多长时间?也就是说,实际的崩溃何时开始?
db

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答案可能很大程度上取决于您如何定义“事件”的开始和结束时间。
可能

Answers:


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超新星(以及许多其他有趣的事件)突然开始-中微子的闪烁仅持续了不到一秒的时间,但随后事件的不同方面会持续数分钟,数天,数小时或数年。几年来,天文学界一直在开发越来越复杂的方法来尽早处理此类事件。具有广泛视野的仪器(重力天文台,中微子天文台,卫星上的伽马射线探测器)首先会检测到这些事件,并首先将机器人望远镜网络,然后是人类以及更大的望远镜网络引入循环中,以尝试获取尽可能多的信息暴力的快速发展早期阶段的可能性。参见例如http://growth.caltech.edu/

其他情况则较慢。“从黑洞中出来的东西”(不是真的,只是非常接近黑洞的东西)事件需要很长时间,这只是他们第一次使用正确的仪器观察到黑洞。


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如其他答案所述,大多数天文事件会在相当长的时间内变化。即使是突然开始的超新星,其随后的光曲线也会达到峰值,然后通常在数月内衰减。但是,有一些较短的事件。

在最近的LIGO引力波观测中,双星黑洞或中子星的吸气和合并的最后阶段会在不到一秒钟的时间内产生可检测到的GW信号。

其他短期的天文观测发生在太阳系内。当然,一年中太阳和行星在天空中移动,而月亮则不断地改变其相位,大约每个月重复一次。偶尔的日食和月食发生在数小时的时间范围内,而日食的总持续时间只有几分钟。相似的时间范围适用于其他太阳系过境。太阳系物体在恒星前方经过时,对于视觉观察者而言,隐匿几乎是瞬时的。大气中的流星踪迹很常见,并且几秒钟以上才可见。


难道这就是持续了那么长时间的超新星吗?动臂很快结束,之后的光就是被吹走的材料所发出的光。我们通常将光视为超新星的一部分,但我并不认为那是真的。
罗兰·佩希特尔

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还要注意,尽管最后的螺旋形吸气和黑洞融合持续不到一秒钟,但直到那一刻的“其他所有东西”(一旦两个物体在重力作用下相互结合)需要数百万年的时间。@LorenPechtel还考虑到光线可以远离我们移动,从系统中的其他物质反射回来,然后再次反射回我们,因此,它不仅是“余辉”辐射。
Draco18s不再信任

@ Draco18s带着黑洞,有成千上万亿年的螺旋形旋入,只有一秒钟的小幅繁荣,然后是冲击波散发出去。三种效果,而不是一种。
罗兰·佩希特尔

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我同意@LorenPechtel,二进制系统会在很长一段时间内陷入混乱,然后通过释放GW进行合并而失去足够的能量。这并没有改变我指出LIGO只能检测到导致合并的最强GW的最后短脉冲这一事实。合并事件的存在以及有关合并对象的质量,自旋等的实质性细节是通过从该短信号中进行建模来提取的。伽马射线爆裂的其他观察结果,或者是后来的冲击波与周围物质相互作用产生的X射线发射,都提供了更多信息和确认。
AmateurAstro,

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@LorenPechtel在您的名字之前,我的评论部分更多的是针对业余的。并且确实包括了该信息(“最终的inspiral 合并”),但是我特别指出,准备工作持续了很长时间,而他根本没有提到。最终螺旋和冲击波是分开的事件这一事实并不重要。
Draco18s不再信任

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在我们的银河系中,从地球上看到的超新星是非常罕见的事件,因此,如果您等待天文学家看到下一颗新星时发出警报,则可能要等数百年。在遥远的星系中看到一个星系的前景要好得多,但即使如此,它们也不是日常事件。恒星崩溃和爆炸时从一开始就看不到它的机会几乎不存在,因为当它们发生时,它们必须达到相当的亮度才能从地球上注意到。但是,寻找超新星是装备精良的业余爱好者可以做的事情,但这需要很多耐心。至于一些黑洞发出的高能粒子束,它们不是来自黑洞本身,而是来自吸积盘中的物质,吸积盘中的物质由黑洞磁场的极点加速。


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答案是某些现象非常快。其他人则需要数十亿或数万亿年(或更长时间)。但是,大多数观察到的事件并不只是一次发生。因此,我们可以多次观察较长的事件,并观察过程中许多不同时间的“快照”,然后进行插值以得到整个过程。


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您的问题让我印象深刻的是,与人类有关的不是天文学。我们定义什么对我们来说有趣:什么是“有趣”没有物理定律。

超新星的“有趣”部分可能需要几个月的时间(当它最亮时),但是,如果我们可以预测一颗恒星在成为超新星的十年之内,那将增加“有趣”的范围。

只要人类存在,人类就可以观察到太阳。我们仍然发现它很有趣。现在,与人类首次出现在地球上相比,我们对它的了解要多得多。

简而言之,有趣事件的持续时间完全取决于我们,每种有趣事件的类型都有其自己的典型长度。可能要几毫秒到几千年。


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宇宙相当健壮,因为如果物理学允许特定的情况,那么宇宙中通常会出现某个位置或时间。因此,任何物理学允许的时标,宇宙都会发生在那些时标上的天体物理学现象。

这是提供答案的一种很长的方法,即“尽可能快,尽可能慢,以及介于两者之间。”

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