研究確認黑洞與中子星并合 有助揭開宇宙“最復雜的奧秘”

據《天體物理學雜志快報》29日發表的一篇最新研究論文，國際研究團隊證實了2020年美國的激光干涉引力波天文臺(LIGO)和意大利的處女座引力波天文臺(Virgo)探測到的兩個引力波事件，確實來自黑洞—中子星并合的過程。這一發現記錄了來自約10億年前的宇宙中兩個最極端、最神秘的物體的碰撞。

如果把宇宙看作一個湖面，每個有質量的物體都是“宇宙湖面”中的“船”，當“船”移動或相撞時，即物質和能量發生劇烈運動和變化時，就會導致“湖面”產生“漣漪”，這個“漣漪”便是引力波。

論文合著者、澳大利亞國立大學物理學院教授蘇珊·斯科特表示，中子星與黑洞的“死亡螺旋”碰撞發生在大約10億年前，由于二者質量如此之大，所以直至今天，他們還能探測到碰撞在宇宙中產生的“漣漪”。

“每一次碰撞都不僅僅是兩個巨大而致密的物體聚集在一起。黑洞吞噬了它的伴星中子星，這場面真的就像‘吃豆人’一樣。”斯科特說。

澳大利亞國立大學引力天體物理中心的約翰尼斯·艾希霍爾茨說，這兩次探測最初是在2020年1月5日和15日進行的。當月，研究團隊探測到GW200105和GW200115(以探測日期命名)兩個引力波事件，顯示存在一種“混合型”新系統——每個對都由一顆中子星和一個黑洞組成。

艾希霍爾茨稱，雖然這種對黑洞吞噬中子星的探測非常罕見，但他們10天之內探測到了兩次。其中一次(GW200105)是一個質量是太陽9倍的黑洞和一顆質量是太陽2倍的中子星;另一次(GW200115)是一個質量大約是太陽6倍的黑洞和一個質量是太陽1.5倍的中子星。而在2019年探測到的兩個引力波事件(GW1900814和GW190426)，尚不能確定是由黑洞—中子星并合產生的。

斯科特表示，團隊之前捕捉到了許多涉及兩個黑洞碰撞和兩顆中子星相撞的事件。現在，他們已經完成了“拼圖的最后一塊”，即首次確認觀測到來自黑洞和中子星碰撞的引力波。

研究人員說，他們的觀察將有助于揭開宇宙中“最復雜的奧秘”，包括物質的構成、空間和時間的運作等。(張佳欣)