大約9億光年處，一個(gè)黑洞發(fā)出了在宇宙中回蕩的巨響。2019年8月14日，由此產(chǎn)生的時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪穿過地球，于是成為了一種前所未見的宇宙碰撞類型的最佳證據(jù)。這是宇宙中發(fā)生的一場(chǎng)不可思議的災(zāi)難的見證，它為科學(xué)家了解宇宙如何運(yùn)行提供了新的見解。
這次被稱為S190814bv的探測(cè)，很可能是由黑洞和中子星合并引發(fā)的，中子星是一顆爆炸的恒星的超高密度殘留物。盡管天文學(xué)家們長(zhǎng)期以來一直認(rèn)為這類雙星系統(tǒng)存在，但他們從未被望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到，性能強(qiáng)大的天文望遠(yuǎn)鏡可以在天空中掃描不同波長(zhǎng)的光。
天文學(xué)家預(yù)計(jì)，當(dāng)黑洞和中子星合并時(shí)，這樣的系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一種稱為引力波的漣漪。一個(gè)多世紀(jì)前，愛因斯坦的廣義相對(duì)論就預(yù)言了時(shí)空波動(dòng)，該理論認(rèn)為，兩個(gè)極其巨大的物體的碰撞會(huì)導(dǎo)致宇宙的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生褶皺。
直到2015年，終于首次探測(cè)到引力波，當(dāng)時(shí)LIGO天文臺(tái)檢測(cè)到兩個(gè)黑洞合二為一的信號(hào)。從那時(shí)起，LIGO天文和歐洲的Virgo天文臺(tái)探測(cè)到更多的黑洞合并，同樣也發(fā)現(xiàn)更多的兩顆中子星的碰撞。
但迄今為止，還有第三種類型的事件沒有被探測(cè)到:黑洞吞噬中子星?，F(xiàn)在天文學(xué)家非常確定他們已經(jīng)找到了確切的答案。LIGO和Virgo都探測(cè)到了S190814bv的發(fā)生，如果它實(shí)際上是由中子星和黑洞的合并引起，那么這將是產(chǎn)生引力波的第三種不同類型的碰撞。
兩個(gè)天文臺(tái)還追蹤了S190814bv的起源，這是一塊比整個(gè)月球?qū)?1倍的橢圓形天空，它如此廣闊以至于望遠(yuǎn)鏡能夠追蹤到不尋常的閃光。世界各地和軌道上的儀器都為此暫停了定期觀測(cè)，加入到搜尋這個(gè)信號(hào)來源的行動(dòng)中來，實(shí)時(shí)發(fā)布了它們的早期結(jié)果。
美國(guó)宇航局雨燕望遠(yuǎn)鏡也參與了這次引力波信號(hào)的搜索，它們一直在搜索作為引力波信號(hào)的X射線和紫外線的閃光。執(zhí)行該任務(wù)的NASA科學(xué)家亞倫·托胡瓦沃表示: 這個(gè)發(fā)現(xiàn)非常令人興奮，激動(dòng)得他整夜未睡。
如果雨燕和其他望遠(yuǎn)鏡確實(shí)同樣看到了LIGO和Virgo天文臺(tái)檢測(cè)到的碰撞后的余輝，那對(duì)于天文學(xué)來說將是一個(gè)巨大的成就，因?yàn)殚W光會(huì)讓科學(xué)家第一次看到中子星的內(nèi)部，并可能用新的方式測(cè)試相對(duì)論的極限。
然而并不是說望遠(yuǎn)鏡可以看到任何東西。目前的理論預(yù)測(cè)，中子星和黑洞的碰撞并不會(huì)總是會(huì)發(fā)光，這取決于這兩個(gè)物體的質(zhì)量比較。黑洞和中子星的質(zhì)量越接近，恒星螺旋進(jìn)入黑洞所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。這使得這兩顆行星的軌道更加接近，從而使黑洞有更多的機(jī)會(huì)在引力作用下撕碎中子星。在這些發(fā)光的五彩碎屑落入黑洞之前，它可以發(fā)出望遠(yuǎn)鏡能夠捕捉到的光。
但是如果黑洞比中子星大得多，它可以毫不費(fèi)力地將整個(gè)恒星吞沒，而且不會(huì)發(fā)出任何光?？茖W(xué)家們?nèi)栽谑崂黻P(guān)于S190814bv的數(shù)據(jù)，以確認(rèn)這次碰撞的真相。
另一種更奇怪的可能性是S190814bv中較小的天體根本不是中子星。LIGO和Virgo天文臺(tái)根據(jù)每次碰撞中物體的估計(jì)質(zhì)量對(duì)天體合并進(jìn)行了分類。任何小于太陽(yáng)質(zhì)量三倍的物體都被認(rèn)為是中子星。任何超過太陽(yáng)質(zhì)量五倍的物體都被認(rèn)為是黑洞。在上周三S190814bv中的探測(cè)中，一個(gè)物體的質(zhì)量超過了五個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，而另一個(gè)物體的質(zhì)量低于三個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。在很大程度上表明這是黑洞和中子星之間的碰撞。
雖然理論上可能存在質(zhì)量較小的黑洞，但對(duì)宇宙的x射線測(cè)量尚未發(fā)現(xiàn)它們的任何跡象。同樣我們對(duì)中子星最好的理論是，如果它們的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，它們就會(huì)坍縮成黑洞。如果3到5個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間的差距僅僅反映了我們觀測(cè)到的誤差，難道S190814bv中較小的物體是一個(gè)微型黑洞?
引力波的細(xì)微特征可以讓科學(xué)家們弄清楚S190814bv較小天體的身份。據(jù)LIGO天文臺(tái)說，這是一個(gè)NSBH事件的可能性大于99%。當(dāng)然，還需要進(jìn)一步的分析來確定它們的確切尺寸。如果后續(xù)的測(cè)量確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)余輝，那么這就幾乎可以確認(rèn)這個(gè)較小的物體是一顆中子星?？茖W(xué)家表示這可能需要數(shù)周的時(shí)間確認(rèn)。
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