史無前例!天文學家可能看到了黑洞與中子星的合併事件

天文學又有新的發現了!新的重力波探測可能發現了一種從未見過的宇宙碰撞,那就是黑洞和中子星的合併。該事件被名為S190814bv,根據美國雷射干涉儀重力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO)和義大利與法國合作的室女座Virgo干涉儀在8月14日晚上初步的分析,它有99%的可能性是中子星與黑洞的碰撞

加州大學的天文學家Ryan Foley表示,「這就像聖誕節前一天晚上,我只是在等著看樹下的東西。」

自2016年2月首次發現兩個恆星質量黑洞碰撞發出的重力波以來,該技術變得越來越強大,現在可以探測兩顆中子星之間的碰撞,這些物體的質量比黑洞還要小很多。

中子星和黑洞都是死亡恆星極稠密的殘骸,但我們從未見過小於太陽質量5倍的黑洞,或者大於太陽質量2.5倍的中子星。天文學家一直沒有發現黑洞和中子星的碰撞。 今年初,一次探測看起來可能是這樣的事件,但可能性僅為13%,機率低到天文學家沒有再跟進。

不過,S190814bv的情況並非如此,它的信號非常強烈,使天文學家非常興奮,如果它真的是中子星與黑洞之間的碰撞,那麼這將是有史以來第一次看到這樣的雙系統。

這將證明這種理論性的雙系統確實是有可能發生。 我們甚至可以得到關於它們形成的線索,它們如何生存、成長和死亡? 它們一開始就是雙系統或黑洞是將一顆中子星吸入軌道中?

科學家可以從重力波信號中了解到大規模碰撞造成的時空漣漪,就像落在池塘裡的石頭一樣,如果它足夠強大的話,雙系統的線索被編碼在波形中,以及各個物體的質量,它們的速度和加速度。

Foley和他的同事目前正在使用Keck天文台研究距離我們大約9億光年遠的星系,他們認為信號可能來自那裡,他們正在尋找可能因中子星碰撞而產生的電磁輻射。

澳洲亞國立大學和OzGrav的理論物理學家Susan Scott表示「我們很想觀察到一個黑洞將一顆中子星分裂。這將為我們提供重要資料,關於構成宇宙中最密集恆星中子星的材料,這仍然是該領域一個非常大的問號。」

如果沒有檢測到電磁輻射,那可能表示天文學家只是找錯地方了,或它可能表示電磁輻射太弱而無法被檢測到。這也可能表示沒有中子星,這將會非常有趣,因為信號暗示較小的物體不到太陽質量的三倍,如果它不是中子星,它可能是我們有史以來探測過最小的黑洞。或者它可能表示中子星和黑洞結合,變成更大黑洞的動態,比我們所知道的還要怪異。

Foley表示「我喜歡這樣想,如果黑洞比中子星大得多,那麼當它們合併時,中子星將在黑洞的事件視界內被撕裂! 那種情況下,即使有足夠的光線產生,也都無法逃離黑洞讓我們看到。這可能是我們目前能看到離科幻最接近的東西了。」

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