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科學家首次證實黑洞與中子星碰撞:威力無比強大,10億年後仍被探測到

科學家們第一次明確證實了黑洞和中子星的碰撞:這是兩個極端天體相遇的決定性時刻,其威力無比強大——它在宇宙中激起的“漣漪”,在10億年後仍可被察覺。

美國的鐳射干涉引力波天文臺(LIGO)和義大利的處女引力波天文臺(Virgo引力波天文臺)捕捉到了來自死亡螺旋和中子星與黑洞合併的引力波,不是一次,而是兩次。研究結果於今天公佈。

在這項新的研究中,超過1000名科學家證實了全球首例觀測結果。研究人員詳細描述了兩次獨立的、截然不同的中子星——黑洞合併所產生的引力波的探測——它們都在2020年1月被天文學家記錄下來,相隔僅10天。

來自莫納什大學ARC引力波發現卓越中心(OzGrav)的天體物理學家羅裡·史密斯(Rory Smith)說:“這是引力波天文學新興領域的一個令人敬畏的里程碑。”

“中子星與黑洞合併是宇宙中最極端的現象之一。觀察這些碰撞為了解基本物理以及恆星是如何誕生、生存和死亡開闢了新的途徑。”

GW200105和GW200115這兩個事件幾乎同時被發現,說明了引力波科學領域的發展速度。

在第一次確認發現引力波後的短短五年時間裡,研究人員現在已經從幾十個事件中檢測到這些引力波——總共約有50個單獨的黑洞與其他黑洞碰撞的例項,或者中子星與其他中子星碰撞的例項。

但在此之前,一場代表中子星與黑洞合併的“混合”碰撞——被稱為NSBH雙星——從未被證實,儘管科學家們之前已經接收到可能暗示中子星與黑洞碰撞的訊號。

然而,最新的發現是明確的:其中一個事件包括一個質量比太陽大9倍的黑洞和一個質量是太陽兩倍的中子星。另一個事件包括一個質量約為太陽6倍的黑洞和一個質量為太陽1。5倍的中子星。

第一個事件GW200105是在2020年1月5日探測到的,涉及一個黑洞(大約是太陽質量的9倍,或8。9個太陽質量)與一個1。9個太陽質量的中子星碰撞。這次碰撞發生在大約9億年前,儘管我們目前才探測到兩個物體合併產生的引力波。

而GW200115是在2020年1月15日探測到的,它更古老,發生在大約10億年前,當時一個NSBH雙星系統在一個質量約為太陽6倍的黑洞和一個質量為太陽1。5倍的中子星的合併中誕生。

澳大利亞國立大學(ANU)的天體物理學家蘇珊·斯科特(Susan Scott)表示:“每次碰撞並不僅僅是兩個質量大、密度大的物體的碰撞。它真的很像吃豆人,一個黑洞吞沒了它的伴星中子星。”

這些雙星系統已經被預測存在了幾十年,但從未被觀測到。現在,由於從它們的碰撞中探測到引力波,我們知道了這對黑洞確實存在,儘管仍然存在許多問題。

這些發現發表在《天體物理學雜誌快報》( The Astrophysical Journal Letters)上。

譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料:https://www。sciencealert。com/scientists-confirm-black-hole-and-neutron-star-collisions-in-world-first-discovery