或已找到黑洞吞噬中子星之重力波!LIGO 全力分析數據中

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 20 日 12:39 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


理論上重力波有三大主要來源:雙黑洞併合、雙中子星併合、黑洞與中子星併合。我們至今已發現不少雙黑洞與雙中子星併合事件,然而黑洞與中子星併合之重力波遲遲未現身,現在,LIGO 和 Virgo 很可能終於發現最後一種重力波來源,可能性大於 99%。

讓我們回憶一下,2015 年 9 月 14 日,人類首度偵測到愛因斯坦在廣義相對論中預言的重力波(2016 年 2 月 11 日才宣布),該事件命名為「GW150914」,源自於雙黑洞合併。在此之前,科學界已經搜尋重力波逾 50 年未果。

2017 年 8 月 17 日,人類首度偵測到由雙中子星合併產生之重力波,該事件命名為「GW170817」,同時這次事件證實了元素週期表中重金屬(如金、鉑)的來源、宇宙伽瑪射線暴的起源,以及千新星(kilonova)的起源。

今年 4 月 26日,LIGO-Virgo 探測器首次懷疑找到黑洞與中子星合併的重力波,來自 12 億光年外,該事件命名為「S190426c」,可惜這道重力波訊號太弱,有多微弱呢?當時的研究人員描述,好比你在嘈雜背景音中聽到了一句話,你要想辦法辨別出那句話的每一個字、甚至辨別出是誰講出那句話一樣困難。

科學家最終無法確認「S190426c」訊號的來源。

新的黑洞─中子星碰撞重力波訊號

現在,美東時間 2019 年 8 月 14 日下午 5 時 10 分 39 秒,LIGO-Virgo 探測器再度發現了可能是黑洞吞併中子星產生的重力波訊號,命名「S190814bv」,距離我們 9 億光年。

為了弄清楚合併的物體對象是誰,天文學家可透過分析重力波數據估計出碰撞物體的質量,如果兩個相撞的物體質量介於太陽質量 1~3 倍,那麼它們可能是中子星;如果 2 個碰撞物體的質量都超過太陽質量 5 倍,則可能是 2 個黑洞。

而在「S190814bv」訊號中,研究團隊分析出較大物體的質量大於太陽 5 倍,而較小物體的質量小於太陽 3 倍,結果為黑洞-中子星併合的可能性大於 99%;此外,和「S190426c」相比,這次的檢測結果非常清楚,不太可能是誤報。

不過研究團隊目前還在進一步確認這 2 個物體的尺寸,畢竟最後也可能出現一種超乎意料的奇怪配對:兩個都是黑洞,但較少的物體是前所未見的迷你黑洞。該事件將能告訴我們,中子星的最大質量是多少?黑洞的最小質量是多少?此前,科學家從未在重力波波源忠發現小於太陽質量 5 倍的黑洞、或大於太陽質量 2.5 倍的中子星。

中子星和黑洞都是衍生自死星的產物,如果 8 月 14 日訊號成功證實,我們將能看到中子星被黑洞吞噬的悲慘結局,宇宙為之顫抖,前段時間,不少世界各地和太空軌道上的儀器都暫停原定作業,加入重力波起源追查,希望能盡早公布結果。

(首圖來源:Carl Knox, OzGrav/澳洲國立大學

延伸閱讀: