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迷信家不雅测到中子星与黑洞碰撞产生的引力波

2020-06-30 08:11

北京时间 6 月 28 日消息,据国外媒体报导,今朝,地理学家发明迄今最奇怪的引力波旌旗灯号,该发明将有助于迷信家们改写对宇宙的认知。

当超大年夜质量天体歪曲四周时空并在宇宙释放涟漪时,会构成引力波。2015 年,迷信家初次发明由两个黑洞碰撞构成的引力波景象。

从那时起,引力波的探测变得愈来愈陌生,迷信家急切欲望揭晓个中谜团,今朝一支研究小组传播鼓吹,初次探测到有比已知最大年夜中子星更大年夜、比已知最小黑洞更小的天体碰撞产生的引力波。固然对迷信家而言,该发明过于复杂,没法精确查明该过程毕竟产生了甚么,但这一旌旗灯号带来更多地理不雅测的欲望,该发明乃至预示着将来人们将对超新星爆炸有更新的熟悉。

图中是经过过程引力波不雅测到的天体碰撞事宜。图象底部显示了与中子星大年夜小邻近的天体,图象顶部显示了黑洞大年夜小的天体,该碰撞事宜触及一个黑洞和较大年夜中子星或许较小黑洞。

研究申报合著作者、美国西北大年夜学引力波地理学家克里斯多夫 · 贝里(Christopher Berry)说:“这是一个异常奥妙的任务,它将真实改变我们对黑洞和中子星构成的懂得,在我们可以或许取得更多不雅测成果之前,这还是一个谜团,但这其实不料味着它没有供给更多线索。”

他指出,“我们对该不雅测成果异常有信念,这是一个异常漂亮的旌旗灯号,这是一个异常美好的引力波,当我第一次看到它的时辰,我都没法信赖,太震动了!”

2019 年 8 月 14 日,迷信家不雅测到引力波,当最后的分析注解此次碰撞产生的引力波能够归并了一个黑洞和一颗中子星时,他们对该景象产生更大年夜的兴趣。黑洞和中子星产生碰撞是迷信家们一向等待已久的引力波事宜,由于迄今为止他们仅不雅测到黑洞之间碰撞或许中子星之间碰撞。

但随着天体物理学家对这些数据停止更多的分析,他们认识到不雅测到了加倍奇怪的景象,根据迷信家对此次归并事宜的分析,个中一个碰撞天体——黑洞,其质量大年夜约是太阳的 23 倍,另外一个碰撞天体的质量是太阳的 2.6 倍。

质量差距之谜

迷信家将这两个碰撞天体的大年夜小差距称为 “质量差别”:该奥秘天体比迄今研究的任何黑洞都小,但比任何已知的中子星更大年夜,其质量大年夜约是太阳的 2.5-5 倍之间。

研究申报合著作者、美国西北大年夜学天体物理学家维姬 · 卡罗格拉(Vicky Kalogera)称,黑洞和中子星碰撞归并景象已被猜想了几十年,但这个质量奇异的致密天体惹起了迷信家的浓厚兴趣。虽然我们没法肯定该天体的种别,然则我们不雅测到的要么是最重的中子星,要么是最轻的黑洞,不论如何,这都刷新了汗青记载。

在其他情况下,迷信家在天体真实碰撞产生可不雅测引力波之前就已肯定它们的 “身份”,但并不是一切不雅测成果都符合预期,此次迷信家并没有发明任何中子星能够产生的光旌旗灯号,但这其实不清除它是中子星的能够性。

图中是艺术家描述的两个黑洞,一个比另外一个质量大年夜 9 倍,它们螺旋状地相互撞击。

同时,与迷信家迄今研究的黑洞或许中子星 “同类碰撞”不合的是,这两个碰撞天体质量相差较大年夜,较大年夜天体质量是较小天体的 9 倍,这使迷信家更难从引力波景象中不雅测到事宜细节。卡罗格拉在一项声明中称,我联想到吃豆人游戏,当质量差距较大年夜的情况下,较小的致密天体能够被黑洞一口吃掉落!

引力波很难研究,由于该地理景象间隔地球很远,今朝迷信家不雅测到的该引力波事宜产生在间隔地球约 8 亿光年的区域,这比 2017 年 8 月不雅测到双中子星归并产生引力波的间隔远 6 倍。

由于不雅测引力波存在诸多挑衅,要真正破解宇宙引力波天体质量差别谜团,迷信家须要不雅测更多的碰撞天体,最好是那些其实不复杂的碰撞事宜,最好两个天体的质量邻近。

贝里指出,肯定中子星和黑洞之间模糊区域不只仅是为了达到精确目标,更有助于我们对周边宇宙区域的认知懂得。

起首,引力波景象告诉迷信家中子星是若何运转的,贝里将中子星称为 “终究粒子对撞机”,中子星的物质很难建模,贝里说:“我们在地球上没法模仿中子星,其构成条件太苛刻了,但是其属性将决定中子星的最大年夜体积,也就是大年夜型中子星在甚么时辰会收缩,以后坍缩,这一临界点不雅测将在将来不雅测研究中进一步验证。

贝里称,懂得质量差距将对天体物理学产生重要影响,几十年以来,天体物理模型曾经假定在最大年夜中子星和最小黑洞之间确切存在质量差距。假设这个质量差距比之前假定的小很多,或许根本不存在,那么就须要对这些模型停止调剂。调剂后的模型可以改变我们对宇宙的懂得,取得比质量定义本身更广泛的认知。

不管质量差距之谜能否被揭晓,最新不雅测的新旌旗灯号都指向引力波的将来研究前景。贝里说:“这证清楚明了我们应用引力波摸索宇宙才方才开端,我们不知道宇宙空间还有甚么,如今我们已不雅测到一些较罕见的地理景象,并且知道引力波的典范实例,但引力波仍具有复杂性,就像丛林中隐蔽着奥秘的罕见植物,我们仍需尽力寻觅答案。”

今朝,这项最新研究申报发表在近期出版的《天体物理学杂志快报》上。