天文學家疑發現由黑洞吞噬中子星引起的引力波

據外媒報導,天文學家發現了一個似乎是由黑洞吞噬中子星引起的引力波信號。除了見證一場令人難以置信的宇宙大災難之外,這次探測還有一個重要意義:它可能是引力波存在的三種成因的最後一個。

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引力波是時空結構本身的波紋,它們是由宇宙中一些最具能量的事件產生,諸如黑洞等大型物體之間的碰撞。儘管愛因斯坦早在一個多世紀前就預言了它們的存在,但一直到2015年它們才被直接探測到。

在那之後,由於像LIGO、Virgo這樣專門建造的探測器又有數十個信號湧入。這些發現大多都是兩個黑洞碰撞的結果,但也發現了兩顆中子星相互撞擊產生的波,天文學家通過光學望遠鏡觀測到這些光。

然而迄今為止,還有第三種類型的事件沒有被探測到,即黑洞吞噬中子星。現在,天文學家非常確定他們已經找到了確切的答案。

8月14日,LIGO和Virgo探測到了來自9億光年之外的引力波。雖然單憑這一點並沒有什麼不同尋常的,但在這種情況下,這些物體的大小表明其是人們難以捉摸的中子星/黑洞合併(NSBH)。

為了弄清楚究竟是哪種合併,天文學家通過分析引力波數據估計出碰撞中每個物體的質量然後弄清楚它們分別是什麼。如果兩個物體的質量都在1到3個太陽質量之間,那麼它們很可能是中子星。如果兩個黑洞的質量都大於5個太陽質量,那麼這個事件很有可能跟兩個黑洞有關。

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但在上週三的探測中,一個物體的質量超過了五個太陽質量,而另一個物體的質量卻低於三個太陽質量。這在很大程度上表明了這是一個黑洞和中子星的碰撞。

如果這聽起來似曾相識,那是因為今年4月的時候也曾發生過類似的探測。雖然當時這一事件也是一個NSBH候選者,但不幸的是,這個信號非常微弱,天文學家只給出了13%的可能性。相反,它更有可能是兩顆中子星的碰撞,該比例高達49%。

而對於這一新的發現,科學家們則要肯定得多。據LIGO稱,這是一個NSBH事件的可能性比例大於99%。當然這還需要通過進一步的分析來確定這兩個物體的確切尺寸。

儘管如此,該事件還存在另一種可能,那就是微小黑洞的碰撞。

由於科學家迄今還未發現過質量比5個太陽的黑洞,也從未發現過比2.5個左右太陽大的中子星。對此,該項研究首席調查員Susan Scott教授表示:“基於這一經驗,我們非常有信心剛剛探測到的是一個黑洞吞噬了一顆中子星。不過也有一種微小但有趣的可能性,那就是被吞噬的物體是一個非常輕的黑洞–比我們所知宇宙中任何其他黑洞都輕得多。”

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