5个月发现35个引力波信号,科学家:宇宙天体碰撞比想象中残酷!( 二 )


5个月发现35个引力波信号,科学家:宇宙天体碰撞比想象中残酷!
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以澳大利亚国立大学为主要参与者的国际团队透过 LIGO 和室女座探测器(Virgo detector)进行了三轮探测 , 第三轮探测是在2019年11月至2020年3月 , 结果在短短5个月里探测到35个引力波信号 , 相当于每周发现近 1.7个引力波信号 , 也使自2015-2020年探测到的引力波总数达到了90个 。
研究发现 , 35个引力波信号中有32个是由两个黑洞合并引起的、2个可能是中子星和黑洞碰撞产生、1个神秘未知 。
在这些信号的背后 , 团队发现了一些亮点:
1.中子星-黑洞对(GW191219_163120和GW200115_042309)之间的两次合并 。GW191219 中的中子星或是有史以来观测到的质量最小的中子星 , 质量为1.17个太阳质量 , 并与一个31个太阳质量的黑洞合并 , 这使其成为我们迄今为止观测到的最极端质量比的事件 。
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2.一个24个太阳质量的黑洞和一个2.83个太阳质量的天体 (GW200210_092254) 之间的合并 , 它可能是一个轻黑洞或一颗重中子星 。
3.一对巨大的黑洞相互环绕 , 质量分别为87和61个太阳质量 (GW200220_061928) 。换句话说 , 如果一个黑洞质量太大 , 它已经吞噬了其他大质量天体 , 可能是另一个黑洞 。
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4.一对轻型黑洞相互环绕(GW191129_134029) , 黑洞的组成质量分别为 10.7 和 6.7 个太阳质量——这是本次观测中质量最小的一对 。
5.一对相互绕转的黑洞 , 其中有一个是在垂直旋转(GW191204_171526) 。
6.一对相互绕转的黑洞 , 它们的总质量是112个太阳质量 , 其中一个似乎在倒转(GW191109_010717) 。
澳大利亚国立大学天体物理学家苏珊·斯科特 (Susan Scott) 表示:“这是引力波探测的一个新时代 , 不断增长的发现揭示了有关整个宇宙中恒星生死的大量信息 。但也提出了一些非常有趣的问题 。比如双星系统的恒星一起变成黑洞?还是两个黑洞是被星系中心动态环境推到一起?”
恒星生与死的秘密!
事实上 , 每个引力波信号都代表天体某种形式的猛烈事件 , 例如超新星爆炸或恒星和黑洞在宇宙高速公路上疾驰时的残酷碰撞 。而每个信号的独特性 , 为科学家提供了关于大质量恒星如何在超新星爆炸中生存和死亡的重要线索 。从探测数据看 , 宇宙中的天体碰撞比想象中残酷、频繁、暴力 。
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比如宇宙中两个最极端的天体——黑洞和中子星 。当最大质量的恒星死亡时 , 它们会在自身引力作用下坍塌形成黑洞 。当质量稍小的恒星死亡时 , 它们会爆炸成超新星 。剩下的是被称为中子星的致密恒星残骸 , 典型的中子星质量是太阳的一倍半 , 但所有质量都包含在一颗极其致密的恒星中 , 意味着一个调羹中子星的重量相当于地球全部人类!
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而随着越来越多的引力波被探测 , 研究人员正在越来越多地了解这些非凡的宇宙现象 。这意味着我们实际上才刚刚开始看到黑洞和中子星的奇妙多样性 。新的检测证明它们有多种尺寸和组合可供选择 。通过计算合并天体的质量 , 天体物理学家可以更好地了解恒星如何生存和死亡 , 以及它们死亡时为什么会坍缩成黑洞或中子星、最终有助于研究人员解开恒星、甚至我们的宇宙是如何演化的真相 。