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引力波揭示了中子星和神秘物體之間的合併
天文學家於4月5日宣佈﹐他們可能探測到一顆中子星與一個輕質神秘物體之間的碰撞﹐該物體比已知最大的中子星大﹐但比已知最小的黑洞小。這一發現揭示了存在於這個黑暗領域的物體﹐長期以來﹐這個領域被認為是空的﹐但近年來情況卻有所不同。
更具體地說﹐在距離地球約6.5億光年的宇宙中探測到的一個信號表明﹐一顆中子星與天文學家懷疑是一個重量驚人的黑洞之間發生了罕見的合併。大約6.5億年前﹐這對情侶會在彼此周圍跳舞並融合﹐在空間和時間的結構中產生被稱為引力波的漣漪。2023年5月29日﹐日本意大利和美國與LIGO Virgo KAGRA(LVK)合作相關的天線網絡感應到並標記了這些波。
加拿大不列顛哥倫比亞大學(UBC)的LIGO研究員說﹕「這些都是罕見的事件。作為第一個此類事件﹐社區進行研究是非常令人興奮的。」這個候選黑洞比我們的太陽重約2.5至4.5倍﹐比中子星2.5個太陽的既定極限重﹐但比已知最輕的黑洞輕﹐後者重約5個太陽質量。這將新發現的物體置於「質量間隙」內﹐這是一個將最重的中子星與最輕的黑洞分隔開來的神秘區域。
阿德勒天文館的天體物理學家邁克爾·澤文在一份聲明中說﹐這一發現「暗示了這個『質量間隙』沒有天文學家之前想像的那麼空」。
黑洞﹐無論大小﹐都是由大質量恆星的劇烈死亡所產生的。然而﹐一些關於恆星如何演化的模型預測質量在「質量差距」範圍內的黑洞並不能直接由這種恆星死亡形成。研究人員說﹕「通過這些觀測﹐現在看來這是可能的。」。也許天文學家需要調整模型或者「我們確實有一個更複雜的重中子星演化成黑洞的過程。」。
2020年初﹐天文學家宣佈首次對碰撞產生的引力波進行了決定性的探測﹐該碰撞涉及質量間隙範圍內的恆星殘骸。然而發現團隊當時無法對該物體進行確信的分類﹐得出結論認為它可能是已知最大的中子星﹐也可能是已知最小的黑洞。至於最新的發現﹐天文學家表示﹐他們無法準確定位猛犸像在天空中的合併位置﹐因為在檢測到信號時﹐只有一個LVK探測器在記錄數據。儘管如此﹐這一發現還是引發了人們的希望﹐即可能還有更多這樣的質量間隙天體等待被發現。
在短暫的維護中斷後﹐LVK探測器於4月10日恢復測量時空中的波紋。LIGO團隊預計﹐到2025年2月將觀測到200多個引力波信號﹐其中包括一些在難以捉摸的質量間隙範圍內的物體的跡象。這一發現在週五(4月5日)的美國物理學會會議上發表﹐目前正在等待同行評審。
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