黑洞吞噬中子星过程画面太美了(10亿年前吃豆人)
黑洞,号称宇宙中的“吃豆人”,它是我们目前所知,宇宙中最恐怖和凶险的存在,它以强大无比的引力捕获附近一切物质,就连“光”也无法逃脱,同时,它的神秘也吸引了无数天文学家的目光,希望可以更多的了解它。
2020 年1月5日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到大约9亿光年外的宇宙深处传来了“啾”的一声,这转瞬即逝的声音与他们之前听到的任何声音都不同,它是由时空的巨大涟漪——引力波所引起的,该是有多大的力量,才能让引力波传播到了整个宇宙,撞击到相隔如此遥远的地球的引力波探测器发出声音?
然而,天文学家们还在努力想要找答案的时候,仅仅10个地球日后,意大利的处女座引力波天文台(Virgo)又听到了另一个类似的声音——这是宇宙某处诞生了双胞胎?
天文学家们非常兴奋,一边继续监测,一边经过仔细分析,最终这两个信号被确定来自宇宙中极端的、前所未见的事件——黑洞和中子星之间的碰撞,从天文观测开始至今,科学家们仅发现过黑洞与黑洞、中子星与中子星碰撞合并的事件。
黑洞和中子星都是恒星死亡后的遗物,当恒星生命结束时,根据其质量大小——如果小到“比我们的太阳质量大10倍左右时”,它会坍缩成一颗密度高达每立方厘米1亿吨以上的“僵尸星”,即中子星;但如果它的质量更大一些,那就会坍缩成黑洞。
但不管怎样,这两者都是宇宙中最出名的“怪胎”,它们包含了许多的奥秘,至今未被研究透彻。
科学家们至今仍无法探知黑洞的内部,但它有一个被广泛认知和讨论的特性——吞噬一切,因为强大的引力,被吸入的一切物质,包括光(这也是它名字的由来),都永远不会回来,但它们去了哪里?同样的,中子星的内部,也会发生一些奇怪的事,但具体是啥并不知道。
他们从现有的观测和推算得出结果,黑洞和中子星的内部,会产生一些超出我们当前文明所认知的真正奇怪的物理现象——这些现象轻易地瓦解了地球文明中对物理定律的理解,牛顿、爱因斯坦们的棺材板要按不住了。
调查和研究结果发表在昨天的《天体物理学杂志快报》上,1000多名科学家努力地破译了这两次罕见的碰撞合并。两个事件被命名为GW200105和GW200115,这是地球收到它们碰撞声音的日期。
在过去的两年里,有人就提出可能,认为宇宙中发现的某种物体不同寻常。说它中子星吧,它太大;但如果定义它是黑洞,它又太小——这极有可能就是黑洞和中子星合并的产物,对它暂时无法准确定义和命名,这意味着GW200105和GW200115,将有可能被载入史册。
澳大利亚莫纳什大学的天体物理学家罗里·史密斯 (Rory Smith)教授 说:“这是第一次真正可靠地探测到中子星与黑洞合并。”
根据史密斯的说法,通过引力波观察物体是一种“恒星古生物学”,因为它可以揭示它们的进化历史和形成的环境。
“啾”声是其中的核心,包含了一大堆有用且有趣的信息——可以告诉天体物理学家宇宙中切实存在黑洞和中子星碰撞的事件证据,并能分析出碰撞物体的质量以及它们旋转的方式,更为重要的是,“通过研究这些信息,我们可以更多地了解这些双星系统中黑洞和中子星的生死存亡,以及帮助我们理解他们是如何相互锁定在死亡之舞中的。”
为了方便描述,GW200105(2020年1月5日检测到的啾声)被命名为莱尼(Lenny),GW200115(2020年1月15日检测到的啾声)被命名为卡尔Carl。虽然他们是相似的事件,但碰撞的物体性质略有不同。
研究人员说,“莱尼”是一个质量比太阳大约9倍的黑洞与质量比太阳大约1.9倍的中子星相撞的结果,而“卡尔”则是一个质量约为太阳6倍的黑洞与一颗质量约为太阳1.5倍的中子星合并而来。
碰撞合并发生在距地球很远的宇宙深处,而产生的声音直到最近才传到我们这里——是的,当我们知道他们时,他们已经诞生了约10亿年的时间。
因此,当“碰撞”或“合并”时,我们并不完全确定当时发生了什么。但根据现在我们的认识,可能性只有两种:
- 第一种可能,也许在很长一段时间,他们被对方的引力困住,难以分开,只能相互盘旋,最终,质量更大,引力更强的一方把对方拉入了自己的怀抱——“啾”的一声后,黑洞用“爱的力量”吞噬了中子星。
- 第二种可能,黑洞也许在称为“潮汐破坏”的过程中“撕碎”了中子星。在这种情况下,黑洞会从中子星表面撕下物质并窃取它,并在周围形成一个碎片盘——用“毁灭的力量”干掉了中子星,天文学家说:“那应该会产生电磁信号。”
莱尼或卡尔中的一个,或许就有一个是第二种情况下产生的,这让他们更加珍贵,他们是宇宙中发生的黑洞与中子星碰撞合并中,第一对被检测到的对象,后续通过足够多的引力波探测和分析,或许可以解码宇宙中最极端的物体的行为方式,揭示新的自然规律。#黑洞#
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