這張藝術(shù)幻想圖描繪的是一個(gè)黑洞吞噬一顆中子星的情景。當(dāng)中子星繞著黑洞運(yùn)行,黑洞巨大的引力會(huì)將其撕成碎片,此現(xiàn)象被稱作“潮汐瓦解(tidal disruption)”。
插圖:DANA BERRY, NASA
撰文:MICHAEL GRESHKO
大約9億年前,一個(gè)黑洞打了一個(gè)恐怖的“飽嗝”,響徹全宇宙。8月14日,這個(gè)“飽嗝”在時(shí)空中產(chǎn)生的漣漪傳到了地球,讓我們知曉了此前從未見(jiàn)過(guò)的宇宙碰撞類型,并可能讓我們揭開(kāi)宇宙運(yùn)行的一絲新奧秘。
這次探測(cè)事件名為S190814bv,很可能是一顆黑洞與一顆中子星并合產(chǎn)生的。盡管長(zhǎng)期以來(lái)天文學(xué)家都期待看到黑洞-中子星這類雙子系統(tǒng),但使用望遠(yuǎn)鏡以各種波長(zhǎng)掃描蒼穹后,仍一無(wú)所獲。
不過(guò),天文學(xué)家還期待當(dāng)黑洞與中子星并合時(shí)產(chǎn)生所謂的“引力波”。一百多年前,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論中就預(yù)測(cè)了這類時(shí)空漣漪。他的理論稱,兩個(gè)質(zhì)量極大的洛陽(yáng)產(chǎn)烏梢蛇蝮蛇膠囊天體相撞,將會(huì)使宇宙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生褶皺。
人類第一次探測(cè)到引力波是在2015年,當(dāng)時(shí)LIGO天文臺(tái)檢測(cè)到了兩個(gè)黑洞合而為一的信號(hào)。之后,LIGO及其歐洲的同行Virgo天文臺(tái)還檢測(cè)到了黑洞融合、兩顆中子星碰撞的信號(hào)。此次,LIGO和Virgo都探測(cè)到了S190814bv,而如果這確定是中子星-黑洞并合,那將是人類探測(cè)到的第三類引力波。
今年4月26日,探測(cè)裝置也曾收到過(guò)一個(gè)中子星-黑洞的合并信號(hào),但研究人員稱,此次發(fā)現(xiàn)的S190814bv信號(hào)更加強(qiáng)烈。4月份發(fā)現(xiàn)的那個(gè)信號(hào)有1/7的概率來(lái)自于地球的干擾,而且與4月份信號(hào)相似的“假警報(bào)”預(yù)計(jì)每隔20個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)一次。但是,S190814bv幾乎確定來(lái)自于地球之外,而且,要想看到與之類似的“假警報(bào)”,LIGO團(tuán)隊(duì)估計(jì)你要等的時(shí)間恐怕比宇宙的年齡還要長(zhǎng)。
烏梢蛇蝮蛇膠囊價(jià)格 報(bào)價(jià)表LIGO團(tuán)隊(duì)成員、美國(guó)西北大學(xué)物理學(xué)家Christopher Berry說(shuō):“這個(gè)信號(hào)尤其讓人激動(dòng)。它很可能是真實(shí)的信號(hào),投入更多的時(shí)間和精力都是值得的。”
宇宙碎紙機(jī)
美國(guó)宇航局Swift望遠(yuǎn)鏡的天文臺(tái)當(dāng)值科學(xué)家Aaron Tohuvavohu一直在這片天域?qū)ふ襒射線和紫外線的閃爆信號(hào)。他說(shuō):“太激動(dòng)了!我一整夜都沒(méi)睡覺(jué),而且樂(lè)此不疲!
如果Swift和其它望遠(yuǎn)鏡真的觀測(cè)到LIGO和Virgo所感受到的碰撞產(chǎn)生的后續(xù)亮光,那么,對(duì)天文學(xué)界來(lái)說(shuō)將是一樁大事。因?yàn),光能讓科學(xué)家首次看到中子星的內(nèi)部,并可能以新的方式來(lái)檢驗(yàn)相對(duì)論的極限。
LIGO團(tuán)隊(duì)成員、美國(guó)西北大學(xué)物理學(xué)家Vicky 洛陽(yáng)烏梢蛇蝮蛇膠囊 Kalogera稱:“對(duì)于理論學(xué)家而言,那將是一個(gè)非凡如夢(mèng)的時(shí)刻!
然而,望遠(yuǎn)鏡也可能什么也看不到。根據(jù)目前的理論預(yù)測(cè),中子星和黑洞的碰撞并不一定都會(huì)產(chǎn)生光,這要取決于兩個(gè)天體的質(zhì)量比。
黑洞與中子星的質(zhì)量越相近,中子星烏梢蛇蝮蛇繞進(jìn)黑洞所需的時(shí)間就越長(zhǎng),兩個(gè)天體環(huán)繞彼此運(yùn)行的距離就越近,從而使黑洞有更多機(jī)會(huì)靠引力撕裂中子星。當(dāng)中子星熾熱的碎屑跌入黑洞,就會(huì)產(chǎn)生望遠(yuǎn)鏡能夠檢測(cè)到的光線。
但是,如果黑洞比中子星的質(zhì)量大得多,黑洞吞掉整顆中子星也不費(fèi)吹灰之力,那就不會(huì)發(fā)出光。Kalogera稱,科學(xué)家仍然在極力分析S190814bv的信號(hào),計(jì)算黑洞質(zhì)量的范圍,以便弄清這次事件的情況。
它們究竟是什么?
此外,還有一種可能性:S190814bv中的小天體壓根并非中子星。
LIGO和Virgo以每次碰撞中天體的估測(cè)質(zhì)量,對(duì)并合事件分類。低于我們太陽(yáng)質(zhì)量三倍的,歸為中子星。高于我們太陽(yáng)質(zhì)量五倍的,歸為黑洞。就此例而言,S190814bv中較小的天體質(zhì)量估計(jì)低于三個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量。
雖然質(zhì)量不大的黑洞在理論上可能存在,但迄今為止,對(duì)宇宙進(jìn)行X射線波段觀測(cè)后尚未發(fā)現(xiàn)它們存在的跡象。同樣,我們關(guān)于中子星的最好的理論稱,如果中子星的質(zhì)量比兩個(gè)太陽(yáng)更大,它們就會(huì)坍縮成黑洞。那么,3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量與5個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間的缺口,會(huì)不會(huì)就是我們觀測(cè)的缺口?而S190814bv中較小的天體其實(shí)就是一個(gè)小號(hào)的黑洞呢?
Berry說(shuō):“這次事件可能回給我們帶來(lái)兩個(gè)謎題:一顆中子星的最大質(zhì)量是多少,一個(gè)黑洞的最小質(zhì)量是多少!
引力波的微妙特性,可能讓科學(xué)家能夠弄清S190814bv中較小天體的身份。如果后續(xù)的觀測(cè)確實(shí)能發(fā)現(xiàn)亮光(Kalogera稱可能需要兩周時(shí)間),那么,可以確認(rèn)較小的天體就是一顆中子星。
無(wú)論最終的觀測(cè)信號(hào)怎么樣,這都將是史無(wú)前例的第一次。Berry說(shuō):“這是一個(gè)雙烏梢蛇蝮蛇膠囊沖量款贏的局面!
(譯者:mikegao)