去年,LIGO 和 Virgo探测器探测到一种全新的碰撞:不是两颗中子星,也不是两颗,但是一个中子星和黑洞在一起。 科学家们很兴奋:这可能是我们第一次目睹这样的双星系统。
现在,在仔细研究了发生碰撞的太空角落后,一个国际天文学家团队已经看到了后果——或者更确切地说,没有后果。
使用一些世界上最强大的天文仪器,超大型望远镜中引力波源的电磁对应物(ENGRAVE) 合作没有发现与碰撞相关的短暂闪光。 他们的研究等待着,并已在预印本服务器上发布arXiv。
现在,这并不意味着名为 S190814bv 的事件没有发生。 这甚至并不意味着绝对没有电磁辐射闪光——所谓的引力波探测的“电磁对应物”。
它的真正含义是,天文学家获得了更多信息——数据库的雏形,将帮助我们在未来更多地了解这些难以捉摸的合并。 它可能允许科学家对灾难的后果进行一些尝试性的限制。吞噬一个- 如果这就是事件的真实情况的话。
爱尔兰都柏林大学学院的物理学家摩根·弗雷泽 (Morgan Fraser) 告诉 ScienceAlert:“我们还没有明确确定对应物。”
“这可能意味着:没有对应物(也许黑洞吞掉了整个中子星);有一个对应物,但它太微弱,我们无法探测到;[或者]有一个我们错过的对应物(也许是一个)我们在现场看到并排除的瞬变实际上就是我们正在寻找的)。”
目前还不完全清楚事件是什么——仍在对引力波数据进行分析。 但这些数据表明,碰撞发生在一个质量低于太阳三倍的物体和另一个质量超过太阳五倍的物体之间。
中子星和黑洞都是死亡恒星的超致密残骸,但我们从未见过比中子星更小的黑洞5太阳质量,或比周围更大的中子星2.5太阳质量。
因此,S190814bv——误报率极低——很可能就是难以捉摸的中子星-黑洞双星碰撞。 黑洞将中子星拉开时的电磁对应物可能向我们展示了一些我们知之甚少的东西——中子星内部到底有什么。
可惜,事情并没有发生。 尽管 S190814bv 引力波信号很强,但从如此遥远的地方(大约 8 亿光年)找到这种假设的闪光并不是一件简单的任务。
ENGRAVE 团队不仅返回了无效检测,而且澳大利亚平方公里阵列探路者,搜索无线电频谱; 这成长合作,搜索光学和近红外; 和国家天文台在墨西哥,寻找伽马辐射。
“[S190814bv]确实处于我们希望检测到发射的远距离范围的上限,”弗雷泽解释道。
这并不是唯一的问题——即使有更强大的工具可以检测更微弱的闪光,我们也需要找到一种方法来区分电磁对应物与空间同一角落的所有其他瞬变。
弗雷泽告诉 ScienceAlert:“这不仅仅是探测对应物的问题,而是如何从爆炸的恒星、星系核的耀斑、恒星表面的喷发等超新星的巨大大海捞针。”
该团队尽可能彻底地做到了这一点 - 但仍然有可能该事件太微弱,并且仍然有可能他们丢弃的瞬态事件之一实际上来自合并。
也有可能中子星直到已经进入黑洞的事件视界之后才被粉碎,从而防止任何光线逸出黑洞。
即使 S190814bv 不是中子星和黑洞,仍然有一些东西需要学习。 天文学家还热衷于寻找所谓的“质量间隙”事件,其中一个或两个碰撞体介于中子星质量上限(2.5 个太阳质量)和黑洞质量下限(5太阳质量)。
我们可能无法从 S190814bv 收集的数据中得知这个间隙中的是一个微小的黑洞还是一个厚实的中子星。 但该团队已经证明他们的合作是有效的,他们已经准备好并等待收集下一轮、下一轮和之后的下一轮观察结果。
弗雷泽说:“我们在这里证明,我们可以在这个距离上搜索与引力波相关的大部分区域,并且我们可以对任何潜在的对应物设置一些有用的限制。”
“寻找对应的这是一个巨大的挑战,在这种情况下我们什么也没看到。 但根据我们所学到的知识,我们为宇宙赐予我们的下一场做好了更充分的准备!”
该研究已提交至天文学与天体物理学,并且可以在arXiv。