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科學(xué)家首次確切發(fā)現(xiàn)兩個黑洞吞噬中子星事件 但沒有觀測到爆炸現(xiàn)象

來源:中國科學(xué)報(bào)

據(jù)《科學(xué)》報(bào)道,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩個黑洞吞噬中子星事件。大質(zhì)量物體之間的劇烈合并是通過時空漣漪(或者說引力波)探測到的??茖W(xué)家此前已發(fā)現(xiàn)過黑洞—黑洞或中子星—中子星的合并。

“大多數(shù)人認(rèn)為存在黑洞—中子星合并,但這是首次確切看到這一現(xiàn)象。”幫助發(fā)現(xiàn)這一事件的美國西北大學(xué)引力波天文學(xué)家Maya Fishbach說。然而,對于這兩個事件,天文學(xué)家沒有看到任何可見光或其他電磁輻射。

5年前,物理學(xué)家通過激光干涉引力波天文臺(LIGO)首次探測到引力波。1年后,歐洲處女座引力波探測器(Virgo)加入搜尋行列。很快,它們就聯(lián)合探測到了兩顆一起旋轉(zhuǎn)的中子星。

這些發(fā)現(xiàn)激起了許多研究人員對第三種明顯會產(chǎn)生引力波的宇宙事件的興趣,即黑洞—中子星合并。一些天體物理學(xué)家認(rèn)為,這樣的事件更具啟發(fā),因?yàn)闊o特征的黑洞會撕裂更復(fù)雜的中子星。他們希望這樣的碰撞能以前所未有的方式揭示中子星結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在,LIGO和Virgo團(tuán)隊(duì)報(bào)道發(fā)現(xiàn)了兩個期待已久的事件。其中一個較強(qiáng)信號在2020年1月15日被探測到,數(shù)據(jù)顯示,這是一個約6倍太陽質(zhì)量的黑洞吞噬一顆1.5倍太陽質(zhì)量的中子星所發(fā)出的。而此前10天,研究人員發(fā)現(xiàn)了一個9倍太陽質(zhì)量的黑洞與一顆1.9倍太陽質(zhì)量的中子星合并。兩個團(tuán)隊(duì)日前在《天體物理學(xué)雜志通訊》上報(bào)道,這兩個事件都發(fā)生在約10億光年外。

遺憾的是,兩次黑洞—中子星合并都沒有產(chǎn)生電磁望遠(yuǎn)鏡可以觀測到的爆炸。“這可能是因?yàn)樗鼈冸x我們太遠(yuǎn)了,也可能是因?yàn)楹诙窗阎凶有钦麄€吞下了。”Fishbach說。

“如果黑洞比中子星大得多或者黑洞正在慢慢旋轉(zhuǎn),一個黑洞就可能完全吞噬中子星。”哥倫比亞大學(xué)理論天體物理學(xué)家Brian Metzger說。他進(jìn)一步解釋說,只有當(dāng)中子星在墜入黑洞之前能在其半徑范圍內(nèi)(大約12或13公里)繞黑洞旋轉(zhuǎn),這種合并才會撕裂中子星并產(chǎn)生爆炸。

“LIGO已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了十幾個黑洞,截至目前的數(shù)據(jù)表明,大多數(shù)黑洞旋轉(zhuǎn)緩慢,很可能會整個吞噬中子星。”Metzger說,基于觀測結(jié)果,人們意識到黑洞—中子星合并產(chǎn)生的爆炸可能很罕見。

盡管如此,F(xiàn)ishbach透露,來自這兩個新事件的數(shù)據(jù)表明,每立方光年空間中,黑洞—中子星合并的數(shù)量超過黑洞—黑洞合并的數(shù)量。

標(biāo)簽: 科學(xué)家 黑洞 吞噬 中子星 爆炸

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