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线上新濠天地网站:科学家观测到中子星与黑洞碰撞产生的引力波

2020-06-30

北京工夫 6 月 28 日音讯,线上新濠天地网站:据国外媒体报道,目前,天文学家发现迄今最稀罕的引力波信号,该发现将有助于科学家们改写对宇宙的认知。

当超大质量天体扭曲四周时空并在宇宙开释涟漪时,会造成引力波。2015 年,科学家首次发现由两个黑洞碰撞造成的引力波征象。

从那时起,引力波的探测变得越来越目生,科学家急切希望揭晓此中谜团,目前一支钻研小组声称,首次探测到有比已知最大中子星更大、比已知最小黑洞更小的天体碰撞产生的引力波。尽管对科学家而言,该发现过于复杂,无法切确查明该过程事实发生了什么,但这一信号带来更多天文不都雅测的希望,该发现乃至预示着未来人们将对超新星爆炸有更新的认识。

图中是通过引力波不都雅测到的天体碰撞事务。图像底部显示了与中子星大小相近的天体,图像顶部显示了黑洞大小的天体,该碰撞事务波及一个黑洞和较大中子星或者较小黑洞。

钻研陈诉合著作者、美国西北大学引力波天文学家克里斯多夫 · 贝里(Christopher Berry)说:“这是一个十分奇奥的事变,它将真实扭转我们对黑洞和中子星造成的了解,在我们可以取得更多不都雅测结果之前,这还是一个谜团,但这并不料味着它没有提供更多线索。”

他指出,“我们对该不都雅测结果十分有自信心,这是一个十分标致的信号,这是一个十分美妙的引力波,当我第一次看到它的时候,我都无法信任,太震撼了!”

2019 年 8 月 14 日,科学家不都雅测到引力波,当最初的剖析剖明此次碰撞产生的引力波可能合并了一个黑洞和一颗中子星时,他们对该征象产生更大的趣味。黑洞和中子星发生碰撞是科学家们不断期待已久的引力波事务,由于迄今为止他们仅不都雅测到黑洞之间碰撞或者中子星之间碰撞。

但随着天体物理学家对这些数据停止更多的剖析,他们意识到不都雅测到了愈加稀罕的征象,根据科学家对此次合并事务的剖析,此中一个碰撞天体——黑洞,其质量大约是太阳的 23 倍,另一个碰撞天体的质量是太阳的 2.6 倍。

质量差距之谜

科学家将这两个碰撞天体的大小差距称为 “质量差异”:该神秘天体比迄今钻研的任何黑洞都小,但比任何已知的中子星更大,其质量大约是太阳的 2.5-5 倍之间。

钻研陈诉合著作者、美国西北大学天体物理学家维姬 · 卡罗格拉(Vicky Kalogera)称,黑洞和中子星碰撞合并征象已被预测了几十年,但这个质量怪异的致密天体引起了科学家的浓厚趣味。只管我们无法确定该天体的类别,但是我们不都雅测到的要么是最重的中子星,要么是最轻的黑洞,不论如何,这都刷新了汗青纪录。

在其他环境下,科学家在天体真实碰撞产生可不都雅测引力波之前就已确定它们的 “身份”,但并非所有不都雅测结果都合乎预期,此次科学家并没有发现任何中子星可能产生的光信号,但这并不排除它是中子星的可能性。

图中是艺术家刻画的两个黑洞,一个比另一个质量大 9 倍,它们螺旋状地彼此撞击。

同时,与科学家迄今钻研的黑洞或者中子星 “同类碰撞”差别的是,这两个碰撞天体质量相差较大,较大天体质量是较小天体的 9 倍,这使科学家更难从引力波征象中不都雅测到事务细节。卡罗格拉在一项声明中称,我联想到吃豆人游戏,当质量差距较大的环境下,较小的致密天体可能被黑洞一口吃掉!

引力波很难钻研,由于该天文征象间隔地球很远,目前科学家不都雅测到的该引力波事务发生在间隔地球约 8 亿光年的区域,这比 2017 年 8 月不都雅测到双中子星合并产生引力波的间隔远 6 倍。

因为不都雅测引力波存在诸多挑战,要真正破解宇宙引力波天体质量差异谜团,科学家必要不都雅测更多的碰撞天体,最好是那些并不复杂的碰撞事务,最好两个天体的质量相近。

贝里指出,确定中子星和黑洞之间含糊区域不但仅是为了到达切确目的,更有助于我们对周边宇宙区域的认知了解。

起首,引力波征象告诉科学家中子星是若何运行的,贝里将中子星称为 “终极粒子对撞机”,中子星的物质很难建模,贝里说:“我们在地球上无法模拟中子星,其造成前提太苛刻了,然而其属性将决定中子星的最大体积,也就是大型中子星在什么时候会膨胀,之后坍缩,这一临界点不都雅测将在未来不都雅测钻研中进一步验证。

贝里称,了解质量差距将对天体物理学产生重要影响,几十年以来,天体物理模型已经如果在最大中子星和最小黑洞之间的确存在质量差距。若是这个质量差距比之前如果的小得多,或者基本不存在,那么就必要对这些模型停止调整。调整后的模型能够扭转我们对宇宙的了解,取得比质量定义本身更普遍的认知。

无论质量差距之谜是否被揭晓,最新不都雅测的新信号都指向引力波的未来钻研前景。贝里说:“这证了然我们利用引力波探究宇宙才刚刚起头,我们不知道宇宙空间还有什么,现在我们已不都雅测到一些较常见的天文征象,而且知道引力波的典型实例,但引力波仍具有复杂性,就像森林中隐藏着神秘的稀有动物,我们仍需努力寻找谜底。”

目前,这项最新钻研陈诉颁发在近期出版的《天体物理学杂志快报》上。

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