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震撼宇宙:科學家首次探測到黑洞與中子星合併

科學家們第一次確鑿無疑地鑑別出黑洞和中子星的碰撞信號。兩大極端天體在一場恢弘的天文事件中走到一起,迎來致命的時刻——其在宇宙中盪起的漣漪,即便10億年後仍清晰可鑑。

令人驚訝的是,天文學家不是發現了一起黑洞-中子星碰撞事件,而是兩起!正如由數千名科學家組成的國際合作組織所報告的那樣。

在最新研究里,他們確認了觀察結果,詳細介紹了對兩個獨立的、不同的中子星-黑洞合併所產生的引力波的探測——2020年1月里相隔僅10天連續上報的記錄。

莫納什大學ARC引力波發現卓越中心(OzGrav)的天體物理學家Rory Smith說:"對於新生的引力波天文學領域,這是一個了不起的里程碑。中子星與黑洞的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學以及恆星如何誕生、生存和死亡開闢了新途徑。"

幾乎同時發現的兩個事件——被稱為GW200105和GW200115——展示了引力波科學領域的發展速度。

自首次探測到引力波以來,研究人員已從幾十個事件中探測到了這些時空漣漪。總共有大約50個黑洞與其他黑洞碰撞或中子星與其他中子星碰撞的事件。

但是在此之前,中子星與黑洞合併的"混合"碰撞——被稱為NSBH雙星——從未被證實過,儘管科學家們以前曾探測到可能的信號。

然而,現在,毫不含糊的發現。

"2020年1月,LIGO-Virgo探測器網絡觀測到了來自兩個緊湊雙星的引力波信號,這與中子星-黑洞雙星是一致的。"來自國際LIGO、Virgo和Kagra合作組織的研究人員解釋道,"這些代表了迄今為止對NSBH雙星的首個可靠觀測記錄。」

第一個事件,GW200105,在2020年1月5日被探測到,涉及黑洞(8.9個太陽質量)與一個1.9個太陽質量的中子星碰撞。

碰撞發生在大約9億年前,儘管我們才剛剛探測到兩個天體合併後蕩漾出的引力波。

2020年1月15日探測到的GW200115則更為古老,它發生在大約10億年前——6太陽質量的黑洞和1.5太陽質量的中子星。

澳大利亞國立大學(ANU)的天體物理學家Susan Scott說:"碰撞震撼了宇宙,我們已經檢測到它們在宇宙中激起的漣漪。"

西北大學的引力波天文學家Maya Fishbach說:"我們現在已經看到了黑洞與中子星合併的第一個例子,所以我們知道它們就在那裏。但我們對中子星和黑洞仍有許多不了解的地方——它們能變得多小或多大,它們能旋轉多快,它們如何合併。通過未來的引力波數據,我們將有統計數據來解答這些問題,並最終了解宇宙中最極端的天體是如何形成的。"

這些發現報告在《天體物理學雜誌通訊》上。

責任編輯: 李韻  來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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