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為觀測引力波指路

中子星黑洞在星群中并合揭秘

2020-03-06 科技日報 張夢然
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  據英國《通訊·物理學》雜志5日發表的一篇天體物理學研究,科學家通過對“中子星—黑洞并合”進行前所未有詳細地建模,揭秘了中子星和黑洞在致密的恒星環境中并合時的電磁輻射特征,以及致密環境中的并合所具備的、孤立并合所沒有的另外兩大特征。這些發現為今后人類研究引力波提供了關鍵見解。

  探測“中子星—黑洞并合”過程中釋放的引力波,可以帶來大量關于恒星演化、核物質和廣義相對論的信息。雖然“中子星—黑洞并合”的理論框架已經建立,但兩種天體在致密的恒星環境中并合時如何相互作用,卻一直是未知數。

  此次,德國海德堡大學天文學中心科學家曼紐·雅克·賽達發現,中子星和黑洞在致密的恒星環境中并合將不會釋放兩者在孤立環境中并合所釋放的電磁輻射。研究者通過詳細模擬了一次“中子星—黑洞并合”,再將該模擬與銀河系和近域宇宙中對恒星簇的觀測結果相結合,結果最終顯示,這兩個大質量天體在致密環境中并合所形成的系統,與孤立環境中形成的類似系統有所不同。

  研究者發現,致密環境中的并合,其總質量更大、黑洞更重,在并合之中或之后的短時間里可能不會釋放輻射或光。結果顯示,如果并合生在致密的恒星環境中,可能只有搜尋引力波的望遠鏡才能探測到。

  去年8月,美國和意大利的3臺巨型探測器探測到了由一顆黑洞和一顆中子星在約9億光年之外相互運動產生的一束引力波,即黑洞和中子星的并合。在此之前,科學家們曾觀測到黑洞并合以及中子星并合產生的引力波,但從未發現過黑洞和中子星的并合。美國的激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)科學家認為,“中子星—黑洞并合”事件是破譯中子星結構的關鍵。但理論學家尚不能確定這種碰撞有多普遍,亦不知道它們的形成方式與具體特征。

打印 責任編輯:侯茜

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