時隔兩年!科學家再次通過引力波發現中子星碰撞

超弦 發佈 2020-01-07T12:07:13+00:00

好消息!時隔兩年,雷射干涉引力波天文台(LIGO)第二次觀測到兩顆被稱為中子星的超密度恆星殘骸猛烈撞擊在一起,誕生了極強的引力波。引力波事件一般是由密度特別巨大的星體產生的,這些星體一般來自中子星。

好消息!時隔兩年,雷射干涉引力波天文台(LIGO)第二次觀測到兩顆被稱為中子星的超密度恆星殘骸猛烈撞擊在一起,誕生了極強的引力波。引力波事件一般是由密度特別巨大的星體產生的,這些星體一般來自中子星。

引力波初章:發現

在兩年半前,雷射干涉引力波天文台LIGO創造了歷史,當時天文台探測到它的第一對中子星,一顆巨星死亡後留下的地球城市大小的物體——繞著彼此旋轉,然後合併。當這兩個極其沉重的物體以這種方式旋轉和粉碎時,它們會在時空結構中產生漣漪,而LIGO就是專門用來收集這些時空漣漪的機器。

中子星是除黑洞外密度最大的星體,它的密度比地球上的任何東西都要大,一勺子中子星物質的質量相當於地球一座城市,如果把地球壓縮成中子星的密度,地球的直徑將只有22米!事實上,中子星的密度是如此之大,半徑十公里的中子星的質量就與太陽的質量相當了。因此當兩顆中子星互相纏繞並最終碰撞時,其所產生的威力足以震盪時空引起科學家的注意!

引力波事件再升級

據了解,這一新事件是在2019年4月25日LIGO第三次觀測運行期間觀測到的,該觀測正在進行中。LIGO團隊確定,這對中子星的總質量是地球太陽的3.4倍。而到目前為止,科學家從未見過質量之和超過太陽2.9倍的中子星對。

紐約市熨斗研究所的天文學家Katerina Chatziioannou在火奴魯魯舉行的美國天文學會第235次會議上舉行的新聞發布會上表示,這顆恆星顯然比已經觀測到的任何一對中子星都要重。研究人員目前不能排除合併的實體到底是輕量黑洞還是與中子星配對的黑洞。但是如此小的黑洞以前也從未被觀測到過,因此正常情況下它應該是兩顆大質量的中子星。

在以前,科學家從未探測到這麼大質量的中子星對。但是現在天文學家們觀測到了這些龐然大物的存在,當然,這主要歸功於強大的LIGO探測器。每當LIGO探測到潛在的探測信號時,天文台就會向更廣泛的天文群體發出警報,這些研究人員立即在設備識別的天空中嘗試可用的望遠鏡,希望捕捉到電磁閃光。LIGO首次發現中子星合併後,一束伽馬射線告訴科學家,合併發生在距地球約1.3億光年的一個古老星系。這開啟了一個多星天文學的時代,在這個時代里,研究人員可以獲得許多關於天體活動的信息來源。

觀測的謎團

但這一新發現的事件似乎並沒有伴隨可見爆炸。到目前為止,還沒有其他團隊發現與中子星合併同時爆發的閃光。其中一個原因是,在世界上運行的三個引力波探測器中,只有一個——位於路易斯安那州利文斯頓的LIGO——能夠發現這一事件。研究人員說,當時LIGO位於華盛頓漢福德的天文台暫時關閉,而位於義大利比薩附近的歐洲室女座探測器不夠靈敏,無法捕捉到微弱的引力波。

LIGO-Virgo網絡通常使用三個探測器互相檢查,以確保這個事件的真實性,並對天空中的事件進行三角定位和精確定位。因此,僅用一個設備,科學家們所能確定的最好結果是,這次合併發生在距離地球5億光年以上的一個區域,覆蓋了大約五分之一的天空。

儘管如此,這三個設備已經工作了足夠長的時間,以至於研究人員可以準確區分假信號和真實信號,即使只有一個探測器,研究小組也能對它的噪聲源進行,因此最終確信這是一個來自天體物理學的真實信號。

結論

當中子星合併時,它們會坍縮成一個黑洞,而這個巨大的黑洞產生得如此之快,以至於它吸收了所有發出的閃光,這可能是為什麼我們沒有看見閃光的原因。另一種可能性是,當任何能量噴射從系統中噴射出來時,它只是簡單地偏離了地球的方向。

天文學家將繼續研究這一事件,以及隨後出現的引力波。幾周後,一種新的探測器有望在日本上線,幫助科學家探測和定位更多的引力波。

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