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超大质量中子星对撞发出强大引力波

两颗中子星碰撞示意图。(NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet)

一项合作研究探测了有史以来第二个来自中子星对撞产生的引力波。这次的事件与2017年探测到的首个事件相比,没有探测到光波,而且两颗中子星的质量异常大。

澳大利亚研究理事会引力波发现卓越中心(OzGrav)、美国LIGO重力波侦测器和欧洲Virgo探测器合作的引力波观测网络,发现2019年4月25日收到的信号是两颗中子星合并产生的引力波,是自2017年探测到首个事件之后的第二个。

研究者发现,2017年探测到的事件信号不仅包括引力波,还包括光波,而这次的GW190425事件没有发现光波信号。而且,发现这次的事件产生了一个质量异常高的衍生天体。

OzGrav的研究员史蒂文森(Simon Stevenson)说:“这个事件完美地展示引力波天文学如何为人类探索宇宙提供一个全新和独特的视角。银河系中可能没有像这样两个质量相近的双星系统,也可能用传统的射电望远镜观测不到。”

中子星是死亡恒星的残骸。当两颗中子星互相绕行的时候,它们将经历剧烈的合并过程,在宇宙中产生“惊天动地般”的引力波。

科学家在2015年首次探测到引力波,是由两个黑洞合并产生。之后,研究人员发现了几十个类似的事件。2017年第一次发现由两颗中子星合并产生的引力波。

研究员阿迪亚(VaishaliAdya)说,要是设备的敏感度没有得到改善,将不会有这次的新发现。这体现了持续改进观测设备的重要性。OzGrav对设备的升级发挥了重要作用,包括降低探测仪的量子噪音。

这次事件的特点是,两颗合并的中子星质量出奇地大,它们合并后的衍生天体质量约是太阳的3.4倍。这扩展了研究者对这类事件天体质量的认知。

科学家以前认为,发生这种合并事件的两颗中子星质量之和约为太阳的2.9倍。这次事件的大质量一度让研究者怀疑也许是一颗中子星与一个黑洞的合并,因为黑洞的质量通常都比中子星大。可是如果其中一个天体的确是黑洞,那这个黑洞又是异常地小。因此,科学家认为这个事件是两颗中子星合并产生一个黑洞的过程。

研究者表示,还需要更多的数据和建模来解释这个事件中天体异常大的质量,也许他们发现的是新的一类双中子星系统。

研究者今年1月在美国天文学会夏威夷会议上展示了这些结果。

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