黑洞吞噬中子星!天文学家可能探测到了第三种类型的引力波

原标题:黑洞吞噬中子星!天文学家可能探测到了第三种类型的引力波

大约9亿光年处,一个黑洞发出了在宇宙中回荡的巨响。2019年8月14日,由此产生的时空结构中的涟漪穿过地球,于是成为了一种前所未见的宇宙碰撞类型的最佳证据。这是宇宙中发生的一场不可思议的灾难的见证,它为科学家了解宇宙如何运行提供了新的见解。

这次被称为S190814bv的探测,很可能是由黑洞和中子星合并引发的,中子星是一颗爆炸的恒星的超高密度残留物。尽管天文学家们长期以来一直认为这类双星系统存在,但他们从未被望远镜观测到,性能强大的天文望远镜可以在天空中扫描不同波长的光。

天文学家预计,当黑洞和中子星合并时,这样的系统会产生一种称为引力波的涟漪。一个多世纪前,爱因斯坦的广义相对论就预言了时空波动,该理论认为,两个极其巨大的物体的碰撞会导致宇宙的结构产生褶皱。

直到2015年,终于首次探测到引力波,当时LIGO天文台检测到两个黑洞合二为一的信号。从那时起,LIGO天文和欧洲的Virgo天文台探测到更多的黑洞合并,同样也发现更多的两颗中子星的碰撞。

但迄今为止,还有第三种类型的事件没有被探测到:黑洞吞噬中子星。现在天文学家非常确定他们已经找到了确切的答案。LIGO和Virgo都探测到了S190814bv的发生,如果它实际上是由中子星和黑洞的合并引起,那么这将是产生引力波的第三种不同类型的碰撞。

两个天文台还追踪了S190814bv的起源,这是一块比整个月球宽11倍的椭圆形天空,它如此广阔以至于望远镜能够追踪到不寻常的闪光。世界各地和轨道上的仪器都为此暂停了定期观测,加入到搜寻这个信号来源的行动中来,实时发布了它们的早期结果。

美国宇航局雨燕望远镜也参与了这次引力波信号的搜索,它们一直在搜索作为引力波信号的X射线和紫外线的闪光。执行该任务的NASA科学家亚伦·托胡瓦沃表示: 这个发现非常令人兴奋,激动得他整夜未睡。

如果雨燕和其他望远镜确实同样看到了LIGO和Virgo天文台检测到的碰撞后的余辉,那对于天文学来说将是一个巨大的成就,因为闪光会让科学家第一次看到中子星的内部,并可能用新的方式测试相对论的极限。

然而并不是说望远镜可以看到任何东西。目前的理论预测,中子星和黑洞的碰撞并不会总是会发光,这取决于这两个物体的质量比较。黑洞和中子星的质量越接近,恒星螺旋进入黑洞所需的时间就越长。这使得这两颗行星的轨道更加接近,从而使黑洞有更多的机会在引力作用下撕碎中子星。在这些发光的五彩碎屑落入黑洞之前,它可以发出望远镜能够捕捉到的光。

但是如果黑洞比中子星大得多,它可以毫不费力地将整个恒星吞没,而且不会发出任何光。科学家们仍在梳理关于S190814bv的数据,以确认这次碰撞的真相。

另一种更奇怪的可能性是S190814bv中较小的天体根本不是中子星。LIGO和Virgo天文台根据每次碰撞中物体的估计质量对天体合并进行了分类。任何小于太阳质量三倍的物体都被认为是中子星。任何超过太阳质量五倍的物体都被认为是黑洞。在上周三S190814bv中的探测中,一个物体的质量超过了五个太阳质量,而另一个物体的质量低于三个太阳质量。在很大程度上表明这是黑洞和中子星之间的碰撞。

虽然理论上可能存在质量较小的黑洞,但对宇宙的x射线测量尚未发现它们的任何迹象。同样我们对中子星最好的理论是,如果它们的质量远远大于两个太阳质量,它们就会坍缩成黑洞。如果3到5个太阳质量之间的差距仅仅反映了我们观测到的误差,难道S190814bv中较小的物体是一个微型黑洞?

引力波的细微特征可以让科学家们弄清楚S190814bv较小天体的身份。据LIGO天文台说,这是一个NSBH事件的可能性大于99%。当然,还需要进一步的分析来确定它们的确切尺寸。如果后续的测量确实发现了一个余辉,那么这就几乎可以确认这个较小的物体是一颗中子星。科学家表示这可能需要数周的时间确认。返回搜狐,查看更多

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