黑洞像“吃豆人”一样吞噬中子星

黑洞与中子星并合（艺术概念图）图片来源：澳大利亚斯威本科技大学

据《天体物理学杂志快报》29日发表的一篇最新研究论文，国际研究团队证实了2020年美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）和意大利的处女座引力波天文台（Virgo）探测到的两个引力波事件，确实来自黑洞—中子星并合的过程。这一发现记录了来自约10亿年前的宇宙中两个最极端、最神秘的物体的碰撞。

如果把宇宙看作一个湖面，每个有质量的物体都是“宇宙湖面”中的“船”，当“船”移动或相撞时，即物质和能量发生剧烈运动和变化时，就会导致“湖面”产生“涟漪”，这个“涟漪”便是引力波。

论文合著者、澳大利亚国立大学物理学院教授苏珊·斯科特表示，中子星与黑洞的“死亡螺旋”碰撞发生在大约10亿年前，由于二者质量如此之大，所以直至今天，他们还能探测到碰撞在宇宙中产生的“涟漪”。

“每一次碰撞都不仅仅是两个巨大而致密的物体聚集在一起。黑洞吞噬了它的伴星中子星，这场面真的就像‘吃豆人’一样。”斯科特说。

澳大利亚国立大学引力天体物理中心的约翰尼斯·艾希霍尔茨说，这两次探测最初是在2020年1月5日和15日进行的。当月，研究团队探测到GW200105和GW200115（以探测日期命名）两个引力波事件，显示存在一种“混合型”新系统——每个对都由一颗中子星和一个黑洞组成。

艾希霍尔茨称，虽然这种对黑洞吞噬中子星的探测非常罕见，但他们10天之内探测到了两次。其中一次（GW200105）是一个质量是太阳9倍的黑洞和一颗质量是太阳2倍的中子星；另一次（GW200115）是一个质量大约是太阳6倍的黑洞和一个质量是太阳1.5倍的中子星。而在2019年探测到的两个引力波事件（GW1900814和GW190426），尚不能确定是由黑洞—中子星并合产生的。

斯科特表示，团队之前捕捉到了许多涉及两个黑洞碰撞和两颗中子星相撞的事件。现在，他们已经完成了“拼图的最后一块”，即首次确认观测到来自黑洞和中子星碰撞的引力波。

研究人员说，他们的观察将有助于揭开宇宙中“最复杂的奥秘”，包括物质的构成、空间和时间的运作等。