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科学家首次证实黑洞与中子星碰撞:威力无比强大,10亿年后仍被探测到

前瞻网    2021-06-30 15:53

 

科学家们第一次明确证实了黑洞和中子星的碰撞:这是两个极端天体相遇的决定性时刻,其威力无比强大——它在宇宙中激起的“涟漪”,在10亿年后仍可被察觉。

科学家首次证实黑洞与中子星碰撞:威力无比强大,10亿年后仍被探测到

美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利的处女引力波天文台(Virgo引力波天文台)捕捉到了来自死亡螺旋和中子星与黑洞合并的引力波,不是一次,而是两次。研究结果于今天公布。

在这项新的研究中,超过1000名科学家证实了全球首例观测结果。研究人员详细描述了两次独立的、截然不同的中子星——黑洞合并所产生的引力波的探测——它们都在2020年1月被天文学家记录下来,相隔仅10天。

来自莫纳什大学ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)的天体物理学家罗里·史密斯(Rory Smith)说:“这是引力波天文学新兴领域的一个令人敬畏的里程碑。”

“中子星与黑洞合并是宇宙中最极端的现象之一。观察这些碰撞为了解基本物理以及恒星是如何诞生、生存和死亡开辟了新的途径。”

GW200105和GW200115这两个事件几乎同时被发现,说明了引力波科学领域的发展速度。

在第一次确认发现引力波后的短短五年时间里,研究人员现在已经从几十个事件中检测到这些引力波——总共约有50个单独的黑洞与其他黑洞碰撞的实例,或者中子星与其他中子星碰撞的实例。

但在此之前,一场代表中子星与黑洞合并的“混合”碰撞——被称为NSBH双星——从未被证实,尽管科学家们之前已经接收到可能暗示中子星与黑洞碰撞的信号。

然而,最新的发现是明确的:其中一个事件包括一个质量比太阳大9倍的黑洞和一个质量是太阳两倍的中子星。另一个事件包括一个质量约为太阳6倍的黑洞和一个质量为太阳1.5倍的中子星。

第一个事件GW200105是在2020年1月5日探测到的,涉及一个黑洞(大约是太阳质量的9倍,或8.9个太阳质量)与一个1.9个太阳质量的中子星碰撞。这次碰撞发生在大约9亿年前,尽管我们目前才探测到两个物体合并产生的引力波。

而GW200115是在2020年1月15日探测到的,它更古老,发生在大约10亿年前,当时一个NSBH双星系统在一个质量约为太阳6倍的黑洞和一个质量为太阳1.5倍的中子星的合并中诞生。

澳大利亚国立大学(ANU)的天体物理学家苏珊·斯科特(Susan Scott)表示:“每次碰撞并不仅仅是两个质量大、密度大的物体的碰撞。它真的很像吃豆人,一个黑洞吞没了它的伴星中子星。”

这些双星系统已经被预测存在了几十年,但从未被观测到。现在,由于从它们的碰撞中探测到引力波,我们知道了这对黑洞确实存在,尽管仍然存在许多问题。

这些发现发表在《天体物理学杂志快报》( The Astrophysical Journal Letters)上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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