首次发现黑洞吞噬整个中子星

研究人员首次观测到黑洞与中子星合并时产生的引力波，几天之内探测到不止一次，而是两次。这是首次确认此类探测，并揭示出一件非常奇特的事情：黑洞将中子星整个吞噬。

第一次合并，GW200105，于 2020 年 1 月 5 日被地球上的三个引力波天文台之一探测到。它似乎与一个质量是太阳九倍的黑洞和一颗质量为 1.9 倍太阳质量的中子星相符。第二次合并，GW200115，仅在 10 天后被所有三个 LIGO 和 Virgo 探测器探测到，它发现了一个质量约为太阳六倍的黑洞和一颗质量为太阳 1.5 倍的中子星。

据报道天体物理学杂志，这两次探测源自距离地球约 9 亿光年的两个星系。研究小组表示，似乎没有探测到这些事件发出的光，这表明考虑到黑洞的大小，中子星在两个物体合并时不会被撕裂。

“这些碰撞已经震动了宇宙的核心，我们已经探测到它们在宇宙中激起的涟漪，”澳大利亚国立大学的合著者苏珊·斯科特教授在一篇陈述。

“每次碰撞都不仅仅是两个巨大而致密的物体的碰撞。它真的就像吃豆人一样，黑洞吞噬了它的伴星中子星。这些都是非凡的事件，我们已经等待了很长时间才见证它们。所以终于捕捉到它们真是太不可思议了。”

这种大小的黑洞和中子星都是超新星的最终产物，超新星是质量最大的恒星生命中的最后爆炸阶段。两者都是极端物体，我们对它们都还没有完整的了解。

引力波对此有所帮助。探测到两个黑洞和两颗中子星扩展了我们的知识，但黑洞与中子星的碰撞一直是“致密天体合并家族图景中难以捉摸的缺失部分”，说蔡斯·金博尔 (Chase Kimball) 是西北大学的研究生，也是这项研究的共同作者。

通过这些检测，我们终于可以研究混合合并并获得更多见解。就在一年前，这个通告一个黑洞和一个极轻的黑洞或质量最大的中子星之间可能发生的混合合并，预示着未来的可能性

西北大学天体物理跨学科探索与研究中心主任 Vicky Kalogera 教授在一份报告中表示：“继 2020 年 6 月宣布发现黑洞与一个神秘物体合并的令人着迷的发现之后，这个神秘物体可能是已知的最大质量中子星，令人兴奋的是，我们探测到了明确识别的混合合并，正如我们几十年来的理论模型所预测的那样。”陈述。

“定量匹配所有三种种群类型的速率限制和属性将是回答起源基础问题的有效方法。”

但为此，我们必须等到明年夏天。美国的两个 LIGO 引力波探测器和位于意大利的欧洲探测器 Virgo 将与日本的新探测器 KAGRA 合并。预计 10 亿光年内的混合合并每月至少发生一次，因此尽管并非所有这些合并都能被探测到，但额外的探测器将提高游戏水平。

LIGO 科学合作组织发言人 Patrick Brady 教授表示：“LIGO、Virgo 和 KAGRA 的探测器组正在改进其探测器，为计划于 2022 年夏季开始的下一次观测做准备。”说“随着灵敏度的提高，我们希望每天最多能探测到一次合并波，并更好地测量黑洞和构成中子星的超致密物质的特性。”