在毫无疑问,科学家们第一次没有观察到黑洞和中子恒星之间的两个碰撞。这两个独立的合并在2020年1月发生了10天,并被激光干涉仪重力 - 波天道(Ligo)和处女座设施观察,检测不可见引力波浪

成就标志着期待期待完成的第三次事件完成引力波干涉仪:黑洞黑洞碰撞,中子星形星碰撞,现在,最后,黑洞 - 中子星碰撞。虽然Ligo-Virgo协作以前确定了两个候选人对于这种类型的合并2019年,对这些事件的不确定因素排除了任何明确的发现索赔。然而,这一次,在中子恒星上盛宴的黑洞的特色是明确的。

“这不是那么令人惊讶的是,它就像是那样的,”最后,它在那里“,”哥伦比亚大学天体物理学家Ligo Collaborator是该研究的共同作者,ZsuzsaMárka说宣布发现。本文于6月29日在天体物理杂志上发表。

2020次碰撞各自独立发生在天空中的独立,广泛分开的地区,与地球的天文上距离。一个,1月5日,涉及一个众多近9倍的黑洞,比太阳和中子星几乎是我们的明星的两倍。另一个,在1月15日,涉及一个5.7太阳能群体的黑洞和一个中子星包装的一个半倍,我们的太阳的HEFT。基于两次碰撞的短期,现在估计黑洞和中子明星之间的合并大约每月在太阳系的十亿光年内发生一次。

Albert Einstein 1916年预测的引力波预测,即超薄的运动时间,可能是由于极其巨大的物体的运动引起的,自2015年以来为物理学家成交了水果。当年9月,Ligo从两个黑洞的碰撞中检测到引力波。Subsequently, LIGO’s capabilities were upgraded, and Italy’s Virgo and Japan’s Kamioka Gravitational-Wave Detector (KAGRA) joined in the detection of gravitational waves—leading to more observations of binary black hole mergers and the first detection of a binary neutron star collision in 2017. In a way, the observation of a neutron star coalescing with a black hole “completes our collection,” says Chase Kimball, an astrophysics graduate student at Northwestern University and a co-author of the research.

Ligo,Virgo和Kagra的干涉仪各自包括两个臂,因为从传递引力波的扰动略微稍微“蠕动”。在两种2020年的事件中,Márka说,这些Wiggles制作的信号被引人注目地引起唧唧喳喳,特别是在1月5日的第一个合并的情况下。“这绝对是一个美丽的唧唧舞,”她补充道。

2019年4月和2019年8月的早期干涉仪观察被潜在的黑洞中子星级兼并科学和媒体关注,德国的最大普朗克引力物理学研究所主任Alessandra Buonanno表示,Ligo合作者和6月29日的合作者学习。然而,这两个事件的细节都侵蚀了他们的指定信心,而最近的信号更加明确。具体而言,2019年4月信号不明确,并且可能已经成为探测器噪声的结果,而2019年8月碰撞的一个物体碰撞落入“质量差距”,这是一个黑洞和中子恒星的理论范围被认为存在。如果这样的物体是一个中子星,那将是最重的记录。如果是一个黑洞,那将是有史以来最轻的。陷入困境,研究人员仍然争论他们所看到的。然而,由于每个合并是一次性事件,因此没有进一步的信息可能会从遥远的赛事中实现,以提供明确的答案。

通常,学习这些合并的天体物理学家希望在宇宙大灾变外,除了由宇宙大灾变之外,还可以看到从事件中伴随的电磁排放。然而,这一次没有这样的运气:这两个2020观察表征为基于单独的引力波的中子星黑洞并购,而不是任何电磁信号,是新罕布什尔大学的物理教授,他没有参与研究。

在2020年之前,物理学家不确定这种类型的合并会发生什么 - 如果更大的黑洞会吞下一个咬合,Pac-Man-Sique,或者它的潮汐力会吞噬这颗恒星在吞没它,就像一个龙卷风撕裂房子。在后一种情况下,人们希望在黑洞周围有一个热,发光的碎片,这是一个高动力望远镜可以检测到的。Buonanno证实,在任何一个碰撞中都没有观察到发光或其他电磁信号。尽管如此,她还不意味着在未来的碰撞中不会观察到这种基于光的对应物,因为它们的创作取决于诸如群众,速度,方向和宇宙环境的因素,而不是黑洞和中子星的环境。

发现还将科学家们更接近了解这些类型的二进制文件,Kimball说。也许两个祖先对中的每一对都是诞生的,并将其生活在一起居住在一起。或者他们可能已经开始在他们的相对生活中彼此互相循环,因为球形聚类的成员 - 这种集群在他们的中心含有密集的星星。他补充说,这两个合并不给我们答案,但希望是最终的黑洞中子碰撞人口的最终人口研究将揭示哪种途径更为常见。

Foucart说,对这些合并的未来观察也可能揭示关于另一个谜团的线索:我们的宇宙如何充满黄金,铂和其他较重的元素。他补充说,大约一半的元素比铁在大规模的宇宙碰撞或爆炸中伪造,并且更好地意识到黑洞中子明星合并的频率会告诉我们宇宙分配它们所产生的较重元素的比例。

目前,Ligo和Virgo探测器正在升级为准备观察计划,该观察计划于6月2022年6月开始.Kagra,日本的探测器将在线上网。这些更新将提高探测器的综合能力,可以确定天空上的精确点,在那里发生事件,又辅助天文学家用传统的望远镜扫描天空的正确区域,以试图捕获电磁对应物,Foucart说。

“看到这些中子星黑洞第一次只是这个人口的冰山一角,”布隆诺说。