空间

Ligo和Virgo找到了一个神秘的对象‘mass gap’

大黑圈标记为“黑洞”和较小的圆圈标记为“中子星 - 问号 - 黑洞”。
2019年8月,Ligo-Virgo引力波网络目睹了一个黑洞的合并,其中一个黑洞的阳光质量的23倍和一个阳光的质量的奥秘对象2.6倍。科学家不知道神秘的对象是否是中子星或黑洞,但是它可以将记录设置为最重版的中子星…或最亮的黑洞。图像Via 利奥/ Caltech / MIT / R.伤害(IPAC)。

最初发布于2020年6月23日,由国际Ligo-Virgo协作.

当最巨大的恒星死亡时,他们在自己的重力下崩溃并留下黑洞;当星星有点不那么巨大的死亡时,他们在超级爆炸并留下了叫中子恒星的星星的密集,死亡残余。几十年来,天文学家已经被中子恒星和黑洞之间的差距感到困惑:最严重的已知中子星不超过我们太阳质量的2.5倍或2.5 太阳能群众而最轻的已知的黑洞约为5个太阳能质量。仍然存在的问题:在这个所谓的群众差距中有什么谎言吗?

现在,在国家科学基金会激光干涉仪引力波天文台的一项新研究中(利奥)和 处女座 欧洲的探测器,科学家们宣布发现了2.6太阳能群体的物体,将其牢固地放在群众差距中。该目的是在2019年8月14日找到的,因为它与23个太阳能群体的黑洞合并,产生了Ligo和处女座在地球上检测到的引力波的飞溅。关于检测的论文是 发表 2020年6月23日,在 天体学习期刊字母.

Vicky Kalogera.是西北大学教授, :

我们一直在等几十年来解决这个神秘。我们不知道这个对象是否是最着名的已知中子星,或最亮的已知的黑洞,但是无论是打破记录。

共同作者 帕特里克布拉迪是,威斯康星大学,密尔沃基和利戈科学协作发言人的教授说:

这将改变科学家如何谈论中子恒星和黑洞。群众差距实际上可能根本不存在,但可能是由于观察能力的局限性。时间和更多的观察会告诉。

在研究中描述的宇宙合并,一个事件被称为GW190814,导致最终的黑洞约25倍的阳光质量(一些合并的质量以引力波的形式转换为能量爆炸)。新形成的黑洞大约是8亿 光年 远离地球。

在两个物体合并之前,它们的质量分为9倍,使得这种最极端的质量比为引力波事件。另一个最近报道称为GW190412的Ligo-Virgo事件,在两个黑洞之间发生,质量比为约4:1。 kalogera解释说:

对于当前理论模型来形成合并的紧凑型物体对具有如此大的质量比的挑战是一种挑战,其中低质量伙伴在质量差距中。这一发现意味着这些事件比我们预测的更频繁发生,使得这是一个非常有趣的低质量对象。

神秘对象可以是与黑洞合并的中子星,这是理论上预期但尚未观察到的令人兴奋的可能性。然而,在我们太阳质量的2.6倍,它超过了最大的中子恒星的现代预测,而是可能是有史以来最轻的黑洞。

与蓝色圈子的图表在上面,紫色圈子下一个,黄色和橙色小点在底部。
群众在恒星墓地。该图示示出了通过电磁观测(紫色)检测的黑洞的质量,通过引力波观察(蓝色)测量的黑孔,用电磁观测(黄色)测量的中子恒星,通过引力波(橙色)检测到中子恒星。 GW190814在图形的中间突出显示为黑洞的合并和一个神秘的物体(中子星或黑洞)约为太阳质量的2.6倍。图像Via Ligo-Virgo./西北U. / Frank Elavsky& Aaron Geller.

当利波和处女座科学家发现这一合并时,他们立即向天文社区发出警报。几十个地基和空间望远镜随后寻找活动中产生的光波,但没有拾取任何信号。到目前为止,在称为GW170817的事件中,这种光对比已经看到了一次引力波信号。该事件由Ligo-Virgo网络在2017年8月发现,涉及两个中子恒星之间的火热碰撞,随后在地球上和空间中的数十个望远镜目睹了。中子星碰撞是凌乱的事务,物质在所有方向上向外伸出,因此预期会用光闪耀。相反,在大多数情况下,黑洞兼并被认为不会产生光线。

据利戈和处女座科学家称,2019年8月的事件是由于浅色望远镜出现了一些可能的原因。首先,这个事件比2017年观察到的合并更远的六次,这使得拿起任何光信号更难。其次,如果碰撞涉及两个黑洞,则可能不会闪烁任何光线。第三,如果物体实际上是一个中子星,它的9倍巨大的黑洞伴侣可能整体吞没;黑洞整体消耗的中子星不会放出任何光线。 Kalogera评论:

我认为pac-man吃一点小点。当肿块高度不对称时,较小的中子星可以在一箱中食用。

发光的斑驳的蓝色球体和距离的黑暗球体,带有黄色和橙色的条纹连接它们。
艺术家’黑洞/中子星二进制系统的概念。它显示了一个粗糙的黑洞(背景)的中子星(前景)。黑洞更远,从这个角度看起来更小,并显示出效果 引力透镜 从中子星的材料施加。如果G190814中的黑洞的伴侣是中子星或低质量黑洞,则不知道是不知道的。图像通过Carl Knox(ozgrav)/ Ligo-Virgo..

研究人员如何知道神秘对象是一个中子星还是黑洞?未来与利罗,处女座和可能其他望远镜的观察可能会捕获类似的事件,这有助于揭示额外的物体是否存在质量差距。 查理霍伊克是Ligo科学协作和加迪夫大学研究生的成员说:

这是第一次瞥见可能是全新的紧凑型二进制物体群体。真正令人兴奋的是,这只是一开始。随着探测器越来越敏感,我们将观察更多这些信号,我们将能够确定宇宙中中子恒星和黑洞的人群。

佩德罗马诺里蒂,国家科学基金会(NSF)的重力物理学计划总监说:

几十年来,群众差距是一个有趣的难题,现在我们检测到一个适合它内部的物体。在不违反我们对极其密度的理解或我们对星星的演变时所知的情况下,不能解释。该观察是引力波天文领域的变革潜力的另一个例子,它带来了对每一个新检测的新颖见解。

底线:科学世界正在嗡嗡作响,关于通过Ligo-Virgo协作所造成的新发现。它’■在所谓的新对象“mass gap”中子恒星和黑洞之间。

资料来源:GW190814:来自23个太阳能块黑洞的聚结的引力波,带有2.6太阳能块状物体

通过Ligo / Caltech

发布 
2020年6月24日
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