发布单位: 台北市立天文科学教育馆
科学家们首次证实了黑洞和中子星的碰撞 ,这是两个极端天体相遇的决定性时刻 ,其威力无比强大 ,它们在宇宙中激起的涟漪在 10 亿年后仍可被察觉 。更令人惊讶的是 ,根据数千名科学家的国际合作结果 ,这项天文发现已经不止一次 ,而是两次 。
中子星与黑洞合并是宇宙中最极端的现象之一 ,这些现象的观察为了解天文物理开辟了新的途径 ,GW200105 和 GW200115 这两个事件几乎同时被发现 ,说明了重力波科学领域的发展迅速 。在第一次确认发现重力波的短短五年时间里 ,研究人员现在已经从几十个事件中检测到这些重力波——总共约有 50 个单独的黑洞与其他黑洞碰撞的实例 ,或者中子星与其他中子星碰撞的实例 。

▲由艺术家绘制中子星与黑洞碰撞的示意图 ,较大的一颗为中子星 。
但在此之前 ,中子星与黑洞合并的碰撞从未被证实 ,尽管科学家们之前已经接收到可能暗示中子星与黑洞碰撞的讯号 。然而 ,2020 年 1 月 ,LIGO-Virgo 重力波探测器从两个紧凑的双星对观测到了重力波讯号 ,而其讯号的特征与中子星-黑洞一致 。第一个事件 GW200105 是在 2020 年 1 月 5 日探测到的 ,大约是太阳质量 8.9 倍的黑洞 ,与一个太阳质量 1.9 倍的中子星对撞 ,这次碰撞发生在大约 9 亿年前 ,而 GW200115 是在 2020 年 1 月 15 日探测到的 ,发生在大约 10 亿年前 ,是一个 6 倍太阳质量的黑洞和一个 1.5 倍太阳质量的中子星合并的结果 。
这种特殊的双星系统已经被预测存在了几十年 ,但从未被实际观测到 ,现在由于它们的碰撞中探测到重力波 ,我们知道了这两对黑洞确实存在 。关于中子星和黑洞 ,我们仍然有很多未解之谜 ,包含了它们可以变得多大或多小 ,它们旋转的速度有多快 ,它们如何成对合并 。有了未来的重力波数据 ,我们将能回答这些问题 ,并最终了解我们宇宙中最极端的天体是如何形成的 ,该研究发表在 《天文物理学期刊快报》 上 。 (编译/台北天文馆技佐许晋翊)
资料来源: Science Alert