GW190425 的艺术家印象图。 (美国国家科学基金会/LIGO/索诺玛州立大学/A. Simonnet)
我们的宏伟天文学家再次做到了这一点,将两颗中子星之间的新碰撞添加到探测集合中。 2019 年 4 月 25 日,LIGO 干涉仪探测到两颗距离约 5.2 亿光年的中子星聚集在一起并合并成一个物体。
它被称为 GW190425,虽然这只是天文学家见过的第二次此类碰撞,但它已经拓宽了我们对这些巨大宇宙碰撞的理解。
“GW190425 的来源代表了一种以前未被发现的天体物理系统类型,”研究人员在论文中写道,提交给天体物理学杂志通讯且尚未经过同行评审。
这第一次双中子星碰撞事件它于 2017 年 8 月被发现,它通过一系列观测媒体提供了大量数据——这就是所谓的多信使天文学。
现在这项新的检测已经证实了这一点。
“我们检测到了与二进制文件一致的第二个事件系统,这是对 2017 年 8 月事件的重要确认,该事件标志着两年前多信使天文学令人兴奋的新开始,”物理学家兼处女座发言人 Jo van den Brand 说道荷兰马斯特里赫特大学博士。
有一些非常重要的差异。
与第一个中子星事件(称为GW170817)不同,GW190425的两颗恒星碰撞时没有检测到光。 这可能部分是因为它距离太远,部分是因为检测到事件时两个 LIGO 探测器之一处于离线状态; 而且该信号太微弱,无法被处女座探测器探测到。
这意味着追踪信号的起源点非常困难; 但由于 Virgo 没有探测到,国际天文学家团队缩小了信号来源的范围——覆盖了大约 20% 的天空。
即使没有光学数据,引力波信号的“啁啾”可以解码发现碰撞物体的质量、方向和旋转。
这包含了一个巨大的惊喜。 根据chirp数据,研究小组发现双星中的一颗中子星质量是太阳的1.4倍,另一颗中子星质量是太阳质量的2倍左右。
“我们对这个古老的中子星双星系统的总质量感到非常惊讶,它大约是太阳质量的3.4倍,因为它远远超过了我们银河系中已知中子星双星的质量,”理论物理学家苏珊·斯科特说澳大利亚国立大学和 ARC 引力波发现卓越中心。
“这导致了一种有趣的可能性,即我们发现的旧双星系统的形成方式与在银河系中观察到的不同,并且当前的望远镜调查可能无法探测到如此巨大的中子星双星。”
GW170817 涉及的两颗中子星质量约为 1.1 至 1.6 个太阳质量,形成一个质量约为太阳质量 2.7 倍的天体。
而且,尽管我们还没有检测到许多中子星合并,但天文学家已经在银河系内识别出了 17 个现有的中子星双星,可以用来比较质量。 其中,最高的总质量是太阳质量的2.9倍。
这可以帮助天文学家了解双中子星是如何形成的。 有两种可能性:两颗大质量恒星一起诞生、生活和死亡; 或者他们在以后的生活中在轨道上捕获彼此。 目前尚不清楚其中哪一个产生了 GW190425 二进制文件,但建模可以揭示更多信息。
GW190425 碰撞产生的物体也呈现出一个有趣的前景,因为它在中子星和中子星之间的质量间隙中发生了爆炸。。
中子星和黑洞都是死亡恒星的超致密残骸,但我们从未见过小于太阳质量的5倍,或者比周围大的中子星太阳质量的2.5倍。
我们还不知道 GW190425 是否产生了一个小黑洞或一个大中子星,但它 - 以及 GW170817 产生的物体,它是也还未知- 可以揭示一些关于这个奇怪的质量间隙的答案。
该团队在会上展示了他们的发现美国天文学会第 235 届会议在夏威夷。