時空中的漣漪揭示了與恒星屍體碰撞的神秘物體

知新了了 2024-04-07 11:49:15

一顆中子星與未知的神秘物體合並。物理學家認爲,它可能是一個迷你黑洞。

一個先進的引力波天文台最近探測到時空中的漣漪,科學家們說,這些漣漪來自于一個死亡的超密度恒星殘骸與一個未知物體的碰撞。

恒星殘骸就是所謂的中子星;這是一顆大質量恒星坍縮後留下的物質,只留下一個致密的核心。中子星是宇宙中密度最大的物體之一,具有強烈的引力場,但沒有黑洞那麽強烈,黑洞的引力如此之強,以至于連光都無法逃離它們的視界。

這兩個宇宙的主宰會在宇宙中舞蹈和碰撞;2021年首次證實了觀測到的中子星和黑洞之間的合並。它們的相互作用産生引力波 —— 確切地說,是時空的拉伸和擠壓 —— 這些引力波被LIGO-Virgo-KAGRA等天文台探測到,後者是最新研究的核心。

LIGO-Virgo-KAGRA在2023年5月又探測到一個引力波信號,就在天文台恢複運行幾天後,它進行了一些升級,減少了探測器的噪音量,提高了對時空細微擾動的靈敏度。

這個獨特的引力波信號傳播了6.5億光年,到達了位于路易斯安那州的LIGO利文斯頓天文台。研究人員確定該信號來自兩個物體的合並。其中一個是太陽質量的1.2到2倍,另一個是太陽質量的2.5到4.5倍。該信號被命名爲“GW230529_181500”,簡稱:GW230529。

天體物理學家推斷,較小的物體可能是一顆中子星。但是這個較大的物體比任何已知的中子星都要大,這表明它可能是一個非常小的黑洞。他們的論文描述了該信號及其可能的來源,目前發表在LIGO網站上。

這個未知物體占據了已知最重的中子星和最輕的黑洞之間的表觀質量缺口。對這次碰撞的進一步觀察將表明,這個未知物體是像團隊懷疑的那樣是一個低質量黑洞,還是其他什麽東西。

英國哥倫比亞大學的天文學家、LIGO科學合作組織的副發言人傑斯·麥克艾弗(Jess McIver)在一次合作發布會上說,這次探測“揭示了中子星和低質量黑洞之間的類似碰撞率,可能比我們之前認爲的要高。”

新聞稿指出,在近200次對致密物體質量的測量中,只有一次合並涉及到一個物體在表觀質量間隙內,那就是與黑洞合並。但最近的觀測是第一次在質量間隙物體和中子星之間進行。

LIGO-Virgo-KAGRA的第四次觀測將于4月10日重新開始,按計劃將持續到2025年2月,屆時該合作組織預計將觀測到200多個引力波信號。

對于引力波科學來說,這是富有成效的幾年,更多令人興奮的事情即將到來。去年,一些脈沖星計時聯盟獨立地證實了引力波背景的第一個迹象 —— 引力波在整個宇宙中不斷發出的雜音,他們認爲,這是來自超大質量黑洞雙星的舞蹈。

今年早些時候,歐洲航天局正式通過了LISA計劃,這是一個基于太空的引力波天文台。LISA將由三艘航天器組成,以三角形的形式在太空中旋轉。LISA將在沒有任何地球上發生的噪音的情況下監聽引力波,而這些噪音會幹擾LIGO-Virgo-KAGRA收集的數據。

還有80個重要的候選信號需要團隊篩選。因此,在未來的日子裏,觀察萬有引力宇宙將是令人興奮的。

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知新了了

簡介:專注于新知、科普及趣聞的傳播,日耕不辍,天天新鮮。