這張藝術(shù)幻想圖描繪的是一個黑洞吞噬一顆中子星的情景。當(dāng)中子星繞著黑洞運行，黑洞巨大的引力會將其撕成碎片，此現(xiàn)象被稱作“潮汐瓦解（tidal disruption）”。
插圖：DANA BERRY, NASA
撰文：MICHAEL GRESHKO
大約9億年前，一個黑洞打了一個恐怖的“飽嗝”，響徹全宇宙。8月14日，這個“飽嗝”在時空中產(chǎn)生的漣漪傳到了地球，讓我們知曉了此前從未見過的宇宙碰撞類型，并可能讓我們揭開宇宙運行的一絲新奧秘。
這次探測事件名為S190814bv，很可能是一顆黑洞與一顆中子星并合產(chǎn)生的。盡管長期以來天文學(xué)家都期待看到黑洞-中子星這類雙子系統(tǒng)，但使用望遠(yuǎn)鏡以各種波長掃描蒼穹后，仍一無所獲。
不過，天文學(xué)家還期待當(dāng)黑洞與中子星并合時產(chǎn)生所謂的“引力波”。一百多年前，愛因斯坦的廣義相對論中就預(yù)測了這類時空漣漪。他的理論稱，兩個質(zhì)量極大的天體相撞，將會使宇宙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生褶皺。
人類第一次探測到引力波是在2015年，當(dāng)時LIGO天文臺檢測到了兩個黑洞合而為一的信號。之后，LIGO及其歐洲的同行Virgo天文臺還檢測到了黑洞融合、兩顆中子星碰撞的信號。此次，LIGO和Virgo都探測到了S190814bv，而如果這確定是中子星-黑洞并合，那將是人類探測到的第三類引力波。
今年4月26日，探測裝置也曾收到過一個中子星-黑洞的合并信號，但研究人員稱，此次發(fā)現(xiàn)的S190814bv信號更加強烈。4月份發(fā)現(xiàn)的那個信號有1/7的概率來自于地球的干擾，而且與4月份信號相似的“假警報”預(yù)計每隔20個月就會出現(xiàn)一次。但是，S190814bv幾乎確定來自于地球之外，而且，要想看到與之類似的“假警報”，LIGO團(tuán)隊估計你要等的時間恐怕比宇宙的年齡還要長。
LIGO團(tuán)隊成員、美國西北大學(xué)物理學(xué)家Christopher Berry說：“這個信號尤其讓人激動。它很可能是真實的信號，投入更多的時間和精力都是值得的?！?/p>
宇宙碎紙機
LIGO和Virgo還把S190814bv的來源鎖定到了一片比滿月大11倍的橢圓形天域，使望遠(yuǎn)鏡可以追蹤反常的閃光。全世界的許多地面及太空設(shè)備也已經(jīng)暫停了常規(guī)觀測計劃，加入了這一盛會，并實時分享其早期觀測結(jié)果。
美國宇航局Swift望遠(yuǎn)鏡的天文臺當(dāng)值科學(xué)家Aaron Tohuvavohu一直在這片天域?qū)ふ襒射線和紫外線的閃爆信號。他說：“太激動了！我一整夜都沒睡覺，而且樂此不疲?！?/p>
如果Swift和其它望遠(yuǎn)鏡真的觀測到LIGO和Virgo所感受到的碰撞產(chǎn)生的后續(xù)亮光，那么，對天文學(xué)界來說將是一樁大事。因為，光能讓科學(xué)家首次看到中子星的內(nèi)部，并可能以新的方式來檢驗相對論的極限。
LIGO團(tuán)隊成員、美國西北大學(xué)物理學(xué)家Vicky Kalogera稱：“對于理論學(xué)家而言，那將是一個非凡如夢的時刻。”
然而，望遠(yuǎn)鏡也可能什么也看不到。根據(jù)目前的理論預(yù)測，中子星和黑洞的碰撞并不一定都會產(chǎn)生光，這要取決于兩個天體的質(zhì)量比。
黑洞與中子星的質(zhì)量越相近，中子星繞進(jìn)黑洞所需的時間就越長，兩個天體環(huán)繞彼此運行的距離就越近，從而使黑洞有更多機會靠引力撕裂中子星。當(dāng)中子星熾熱的碎屑跌入黑洞，就會產(chǎn)生望遠(yuǎn)鏡能夠檢測到的光線。
但是，如果黑洞比中子星的質(zhì)量大得多，黑洞吞掉整顆中子星也不費吹灰之力，那就不會發(fā)出光。Kalogera稱，科學(xué)家仍然在極力分析S190814bv的信號，計算黑洞質(zhì)量的范圍，以便弄清這次事件的情況。
它們究竟是什么？
此外，還有一種可能性：S190814bv中的小天體壓根并非中子星。
LIGO和Virgo以每次碰撞中天體的估測質(zhì)量，對并合事件分類。低于我們太陽質(zhì)量三倍的，歸為中子星。高于我們太陽質(zhì)量五倍的，歸為黑洞。就此例而言，S190814bv中較小的天體質(zhì)量估計低于三個太陽的質(zhì)量。
雖然質(zhì)量不大的黑洞在理論上可能存在，但迄今為止，對宇宙進(jìn)行X射線波段觀測后尚未發(fā)現(xiàn)它們存在的跡象。同樣，我們關(guān)于中子星的最好的理論稱，如果中子星的質(zhì)量比兩個太陽更大，它們就會坍縮成黑洞。那么，3個太陽質(zhì)量與5個太陽質(zhì)量之間的缺口，會不會就是我們觀測的缺口？而S190814bv中較小的天體其實就是一個小號的黑洞呢？
Berry說：“這次事件可能回給我們帶來兩個謎題：一顆中子星的最大質(zhì)量是多少，一個黑洞的最小質(zhì)量是多少。”
引力波的微妙特性，可能讓科學(xué)家能夠弄清S190814bv中較小天體的身份。如果后續(xù)的觀測確實能發(fā)現(xiàn)亮光（Kalogera稱可能需要兩周時間），那么，可以確認(rèn)較小的天體就是一顆中子星。
無論最終的觀測信號怎么樣，這都將是史無前例的第一次。Berry說：“這是一個雙贏的局面?！?/p>
【天文學(xué)家很可能觀測到了黑洞吞噬中子星】相關(guān)文章：
★ 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)年輕版地球 極有可能存在生命
★ 美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)巨大質(zhì)量黑洞不斷噴涌X射線
★ 科學(xué)家預(yù)言2182年小行星可能撞擊地球
★ 科學(xué)家解開宇宙超大質(zhì)量黑洞形成機制之謎
★ 日天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽系外一恒星周圍存在冰
★ 天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙奇特“四重奏行星”
