科學家們研究了兩顆中子星撞擊形成黑洞的臨界參數,原子核實驗正在...

一個科學家團隊調查了中子星是如何合併並形成黑洞的。計算機模擬表明，中子星的高密度物質起著至關重要的作用，中子星是由緻密物質組成的。1.5個太陽質量的質量被壓縮到只有幾公裡的大小，這與原子核內部密度有很大的關係。如果兩顆中子星合併，物質在碰撞過程中會受到額外的重力，這會使得它們形成一個黑洞。黑洞是宇宙中密度最高的的天體，即使光也無法逃逸，所以黑洞是不能被直接觀察到的。「臨界參數是中子星的總質量。」GSI理論部的Andreas Bauswein博士總結道：「如果它超過某個臨界值，黑洞的崩潰與形成是不可避免的。然而，確切的臨界質量取決於高密度核物質的性質。具體來說，高密度物質的這些特性還沒有完全被理解，這就是為什麼像GSI這樣的研究實驗室會碰撞原子核——就像中子星合併，只不過規模要小得多。事實上，原子碰撞和中子星合併的過程是非常相似的。基於理論發展和原子實驗，計算中子星物質的某些模型是可能的，我們稱之為狀態方程。」

希臘塞薩洛尼基亞里斯多德大學物理系的尼古拉斯·斯特吉奧拉斯教授補充說：「我們對這一結果感到非常興奮，因為我們希望未來的觀測能夠揭示臨界質量，也就是說多重的中子星撞擊會形成黑洞。」就在幾年前，通過測量碰撞產生的引力波，我們首次觀測到中子星合併，望遠鏡還發現了電磁對應物，探測到了合併事件的輻射。如果一個黑洞是在碰撞過程中直接形成的，那麼合併的光發射就相當暗淡。同時，引力波攜帶著二元系統總質量的信息。恆星質量越大，引力波信號就越強，因此可以確定臨界質量。」

當引力波探測器和望遠鏡等待下一個中子星合併時，科學家們也在不斷準備著，只有將天文觀測、計算機模擬和原子對撞實驗結合起來，才能解決有關中子的基本組成部分及其性質的問題。另外，通過這些實驗，科學家們還將研究黑洞坍縮的具體過程。