奇異引力波事件:黑洞在撕碎一顆中子星?

本報記者劉霞

引力波“獵手”或許已經捕獲他們最奇異的獵物!據美國《科學》雜誌網站近日報導,美國東部時間8月14日17時10分39秒,美國和意大利的3台巨型探測器探測到了一次奇異事件,分析表明,這顯然是由一對黑洞和中子星在約9億光年之外相互運動並合產生的一束引力波脈衝。

中國科學院國家天文台研究員張承民對科技日報記者說:“此前,科學家們曾觀測到黑洞—黑洞並合以及中子星—中子星並合產生的引力波,但從未發現過黑洞—中子星的並合,新發現有望進一步揭示中子星的秘密。如獲證實,將是一個諾獎級的發現。”

奇異事件“現身”

報導指出,此次新發現由位於美國的激光干涉儀引力波天文台(LIGO)和位於意大利的“室女座”(Virgo)天文台共同完成。 LIGO發言人帕特里克⋅布拉迪說:“如果這一結論被證實的話,將是一個巨大的里程碑。”

據悉,2015年9月,科學家們首次探測到了兩個位於13億光年之外、質量為太陽質量幾十倍的黑洞並合產生的引力波。 2017年8月,“室女座”探測器加入到這場引力波信號的追捕行動中。幾天之內,這3台探測器發現了兩顆中子星並合產生的引力波。

現在,LIGO和Virgo可能已經發現了黑洞和中子星的並合。 LIGO成員維基⋅卡洛杰拉說:“看到黑洞撕碎一顆中子星,就能揭示出中子星物質有多堅硬,這是破譯中子星結構的關鍵。”

研究人員通過引力波估算出了這對碰撞體的質量:其中一顆為5倍太陽質量;另一顆(假定是中子星)不足3倍太陽質量,但這一質量並不完全確定。卡洛杰拉說:“也許它不是一顆中子星,也許是一個小黑洞?”

張承民表示,事實上,此前的天文學觀測認為中子星的質量不能超過2.2倍太陽質量,但理論家的預言更加樂觀,可以達到3.2倍太陽質量。

神龍見首不見尾的“神鵰俠侶”

目前科學家借助LIGO和Virgo引力波探測器,已經發現了十多個黑洞—黑洞並合事件,以及2個中子星—中子星並合,今年4月曾經發現過1個疑似黑洞—中子星事件。

但迄今為止,理論學家們仍然不能完全確定黑洞—中子星成對有多麼普遍,也不知道它們是如何形成的。模型顯示,它們更有可能由大質量恆星對形成,而非由四處遊蕩的黑洞和中子星以某種方式找到彼此然後結伴形成。

張承民介紹說,理論上,黑洞—中子星系統在宇宙中的數目應該多於黑洞—黑洞系統,但是少於中子星—中子星系統。

但為什麼黑洞—中子星系統“現身”得比較少呢?

張承民解釋說:“首先,黑洞—中子星碰撞輻射引力波的能量遠遠小於黑洞—黑洞系統,所以這就是為什麼LIGO首先看到了黑洞—黑洞系統;此外,中子星—中子星系統的並合引力波能量雖然不是很高,但其數目具有絕對優勢,因此它們也容易被探測到。”

張承民進一步說:“另外,射電望遠鏡已經觀測到18對中子星—中子星系統,其物理性質已經研究得比較清楚,所以判斷和認證其觀測屬性相對容易,而黑洞—中子星系統至今沒有觀測到,所以其並合性質、物理特徵與誕生率只能停留在理論設想,還由於這類系統可能沒有光學對應體,這提供給引力波探測器的觀測約束比較模糊。所以,黑洞—中子星系統不容易探測。 ”

或是諾獎級發現

探測到黑洞—中子星並和有何重要意義?

張承民說:“黑洞—黑洞、中子星—中子星這兩類是同類緻密星體,兩者性質一致;而黑洞—中子星系統是兩類不同緻密星體,這兩種星體碰撞可以起到交叉認知的作用,精確了解緻密的核物質在宇宙中被物質奇點撕裂時的各種表現,一定有許多意想不到的奇妙現象,這為全面認識宇宙極端狀態提供了不可多得的環境。”

張承民繼續表示:“此外,黑洞—中子星碰撞的發現為3類緻密星體的完整認識畫上完美句號,這進一步證實愛因斯坦引力理論的正確,也讓我們欣賞了宇宙各種奇觀。這一發現一旦獲得證實,LIGO與Virgo的科學家將可能再次獲得諾貝爾物理學獎。”

推薦閱讀:

NASA確認向木衛二發送太空探測器
據外媒報導,經過多年的計劃,NASA終於批准了一項探索木衛二--歐羅巴(Europa)的太空任務。該機構將向這顆巨大的冰球發射探測器“歐羅巴快帆(Europa...
超環保!他發明用塑膠廢料來鋪路 強度比瀝青更好更耐用
人類從石油中提取瀝青鋪路行之有年,但石油總是一種可能耗盡的資源,在開採的過程中,也可能帶給環境嚴重汙染。因此,英國一名工程師托比‧麥卡特尼(Toby McCa...
移動卒中單元治療設備比救護車更快地為患者提供治療
休斯頓德克薩斯大學健康科學中心(Uthealth)的研究人員最近發表了一項關於中風的新發現,通過移動卒中單元而不是標準救護車運送到醫院的病人平均快10分鐘就可...
格陵蘭島冰蓋正在加速融化從太空看起來也很糟
據外媒CNET報導, 丹麥氣象研究所的氣候科學家和冰川學家Ruth Mottram週四在Twitter上分享了一個令人警醒的消息,即格陵蘭島在8月1日這一天內...
高等植物多基因敲除體系研究取得進展
科技日報訊(記者趙漢斌)著名國際期刊《植物雜誌》近日發布的一項成果表明,中科院昆明植物研究所在小立碗蘚多基因敲除體系研究中取得了重要進展。 苔蘚植物是植物分子...
一顆小行星10日將與地球“擦肩而過”
科技日報北京8月6日電(記者劉霞)據美國趣味科學網站近日報導,8月10日,小行星2006 QQ23將以16740公里/小時的速度在距地球740萬公里(0.04...
亞洲首例霸王龍足跡惊現
科技日報北京7月29日電(記者操秀英)中外古生物學家29日宣布,他們在江西省贛州發現一個巨大的恐龍足跡,這是中國乃至亞洲首次發現暴龍類的足跡,對研究中國白堊紀...
出土文獻研究的海外鏡鑑
《西觀漢記》 夏含夷著上海古籍出版社郭店簡里耶刻齒簡 2018年4月,上海古籍出版社出版了《西觀漢記:西方漢學出土文獻研究概要》一書。該書旨在總結歐美學界在...
研究發現:虛弱是一種疾病不是衰老的必然結果
8月2日,澳大利亞莫納什大學的研究人員發表在美國《醫學會雜誌》上的一項研究表明,虛弱不僅僅是一個與老年有關的形容詞,它本身就是一種疾病,並具有重大的醫學、社...
從火星取樣返回,這三步很重要
圖片來自網絡今日視點火星,一直是國際深空探測的重點。飛躍、環繞、著陸、巡視,人類想盡一切辦法加深對紅色星球的認識。現在,美國國家航空航天局(NASA)和歐洲航...
清華大學開發人工喉讓失語者再次“開口說話”
據外媒報導,《碟中諜5》的粉絲們可能還記得電影裡邊特工使用的一種安裝在喉嚨上的設備,它可以改變使用者的聲音。現在,中國科學家也已經開發出一種類似的東西,並且未...
天文學家發現了一種新恆星正經歷“沉重呼吸”
據外媒BGR報導,雖然人類尚未擁有訪問鄰近恆星所需的技術,但天文學家仍然可以通過觀察來了解它們。 恆星的亮度和顏色可以揭示它所處的生命階段,甚至可以讓科學家預...