引力波揭示了中子星和神秘物体之间的首次合并

在冰雪中的玫瑰

一个轻量级黑洞（灰色）和一颗中子星（橙色）的插图。发射的引力波以从深蓝色到青色的颜色显示。（图片来源：I.Markin（波茨坦大学）、T.Dietrich（波茨丹大学和马克斯·普朗克引力物理研究所）、H.Pfeiffer、A.Buonano（马克斯·普朗克重力物理研究所

据美国太空网（Sharmila Kuthunur）：天文学家于4月5日宣布，他们可能探测到一颗中子星与一个轻质神秘物体之间的碰撞，该物体比已知最大的中子星大，但比已知最小的黑洞小。这一发现揭示了存在于这个黑暗领域的物体，长期以来，这个领域被认为是空的，但近年来，情况却有所不同。

更具体地说，在距离地球约6.5亿光年的宇宙中探测到的一个信号表明，一颗中子星与天文学家怀疑是一个重量惊人的黑洞之间发生了罕见的合并。大约6.5亿年前，这对情侣会在彼此周围跳舞并融合，在空间和时间的结构中产生被称为引力波的涟漪。2023年5月29日，日本、意大利和美国与LIGO Virgo KAGRA（LVK）合作相关的天线网络感应到并标记了这些波。

加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）的LIGO研究员Evan Goetz告诉Space.com：“这些都是罕见的事件。作为第一个此类事件，社区进行研究是非常令人兴奋的。”

这个候选黑洞比我们的太阳重约2.5至4.5倍，比中子星2.5个太阳的既定极限重，但比已知最轻的黑洞轻，后者重约5个太阳质量。这将新发现的物体置于“质量间隙”内，这是一个将最重的中子星与最轻的黑洞分隔开来的神秘区域。

阿德勒天文馆的天体物理学家迈克尔·泽文在一份声明中说，这一发现“暗示了这个‘质量间隙’没有天文学家之前想象的那么空”。

黑洞，无论大小，都是由大质量恒星的剧烈死亡所产生的。然而，一些关于恒星如何演化的模型预测质量在“质量差距”范围内的黑洞，并不能直接由这种恒星死亡形成。

戈茨说：“通过这些观测，现在看来这是可能的。”。他说，也许天文学家需要调整模型——或者“我们确实有一个更复杂的重中子星演化成黑洞的过程。”

“仅仅从这一个例子很难知道，”他说。

2020年初，天文学家宣布首次对碰撞产生的引力波进行了决定性的探测，该碰撞涉及质量间隙范围内的恒星残骸。然而，发现团队当时无法对该物体进行确信的分类，得出结论认为它可能是已知最大的中子星，也可能是已知最小的黑洞。

至于最新的发现，天文学家表示，他们无法准确定位猛犸象在天空中的合并位置，因为在检测到信号时，只有一个LVK探测器在记录数据。尽管如此，这一发现还是引发了人们的希望，即可能还有更多这样的质量间隙天体等待被发现。

UBC的LIGO研究员Heather Fong告诉Space.com：“我们可以找到更多的潜力，也有更多的期待。”。

在短暂的维护中断后，LVK探测器于4月10日恢复测量时空中的波纹。LIGO团队预计，到2025年2月，将观测到200多个引力波信号，其中包括一些在难以捉摸的质量间隙范围内的物体的迹象。

这一发现在周五（4月5日）的美国物理学会会议上发表，目前正在等待同行评审。