據(jù)外媒報道,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(zāi)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后一個。
引力波是時空結(jié)構(gòu)本身的波紋,它們是由宇宙中一些最具能量的事件產(chǎn)生,諸如黑洞等大型物體之間的碰撞。盡管愛因斯坦早在一個多世紀(jì)前就預(yù)言了它們的存在,但一直到2015年它們才被直接探測到。
在那之后,由于像LIGO、Virgo這樣專門建造的探測器又有數(shù)十個信號涌入。這些發(fā)現(xiàn)大多都是兩個黑洞碰撞的結(jié)果,但也發(fā)現(xiàn)了兩顆中子星相互撞擊產(chǎn)生的波,天文學(xué)家通過光學(xué)望遠(yuǎn)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?,F(xiàn)在,天文學(xué)家非常確定他們已經(jīng)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。雖然單憑這一點并沒有什么不同尋常的,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/黑洞合并(NSBH)。
為了弄清楚究竟是哪種合并,天文學(xué)家通過分析引力波數(shù)據(jù)估計出碰撞中每個物體的質(zhì)量然后弄清楚它們分別是什么。如果兩個物體的質(zhì)量都在1到3個太陽質(zhì)量之間,那么它們很可能是中子星。如果兩個黑洞的質(zhì)量都大于5個太陽質(zhì)量,那么這個事件很有可能跟兩個黑洞有關(guān)。
但在上周三的探測中,一個物體的質(zhì)量超過了五個太陽質(zhì)量,而另一個物體的質(zhì)量卻低于三個太陽質(zhì)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(fā)生過類似的探測。雖然當(dāng)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(xué)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(dá)49%。
而對于這一新的發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們則要肯定得多。據(jù)LIGO稱,這是一個NSBH事件的可能性比例大于99%。當(dāng)然這還需要通過進(jìn)一步的分析來確定這兩個物體的確切尺寸。
盡管如此,該事件還存在另一種可能,那就是微小黑洞的碰撞。
由于科學(xué)家迄今還未發(fā)現(xiàn)過質(zhì)量比5個太陽的黑洞,也從未發(fā)現(xiàn)過比2.5個左右太陽大的中子星。對此,該項研究首席調(diào)查員Susan Scott教授表示:“基于這一經(jīng)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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