最小的黑洞?最大的中子星?引力波探測到8億光年外的神秘天體

2020-12-05 消防工程師獨門口訣

時空的漣漪揭示了黑洞與一個神秘天體的遙遠碰撞。

這個由LIGO(雷射幹涉儀引力波探測器)和處女座引力波探測器於2019年8月14日監測到的事件,看起來像黑洞與中子星之間的碰撞。

但是,對碰撞產生的引力波進行的分析,卻得出了一個讓科學家迷惑的答案。讓科學家迷惑的是,這個神秘天體的質量超過中子星的理論質量值,但低於黑洞的理論質量值。

科學家在6月23日的《天體物理學雜誌快報》中報告說,對引力波的計算表明,神秘天體的質量大約是2.6個太陽質量。

這個值比中子星的2.5個太陽質量的最高值高,但比黑洞的5個太陽質量的最低值要低。

「要麼是已知最重的中子星,要麼是我們已知的最輕的黑洞。」美國馬裡蘭大學的天體物理學家科爾·米勒如此描述這個結果蘊含的意義。

中子星是恆星爆炸留下的密集的恆星殘留物,被認為最大約為2.5個太陽質量,因為任何較大的恆星在其自身重量的作用下都容易破碎。

從理論上講,黑洞少於大約5個太陽質量是可能的,「我們只是沒有觀測到如此低質量黑洞的證據,」論文的合著者、伊利諾州西北大學天體物理學家Vicky Kalogera說,這可能意味著這些天體是非常罕見,或者很難被發現。

不幸的是,這次撞擊並沒有為天文學家留下足夠的線索,以弄清楚這個神秘的2.6個太陽質量天體的身份。在LIGO及處女座探測器發現撞擊後,數十架地面和太空望遠鏡在天空中繼續搜尋但一無所獲。

這個結果(或者稱缺乏觀察結果)符合神秘物體是黑洞的想法,因為通常黑洞之間的碰撞不會發出任何光。

但這個結果也符合中子星的解釋,因為儘管涉及中子星的撞擊可能會散發出很多光線,但這種距我們近8億光年外的碰撞,確實太遠了,望遠鏡看不到光輻射。或者,黑洞一口吞沒了它的小中子星伴星,使其消失得無影無蹤。

米勒說,如果最後一種情況是正確的,「這意味著(一對物體)具有了引力波的光輝時刻。但合併中的黑洞要在巨大的空虛空間中徘徊,可能再也不會允許我們窺視了。」

科學家說,將來對類似事件的觀察可能會提供支持小黑洞或大中子星理論的證據。

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