加州理工学院 2019年8月，Virgo处女座引力波网络见证了一个质量是太阳23倍的黑洞和一个神秘物体2的合并
是太阳质量的6倍
科学家们不知道这个神秘物体是中子星还是黑洞，但无论如何，它都创下了已知最重中子星或已知最轻黑洞的记录
学分:LIGO/加州理工学院/麻省理工学院/R
赫特(IPAC) 最大质量的恒星死亡时，在自身重力作用下坍缩，留下黑洞；当质量稍小一点的恒星死亡时，它们会爆炸成超新星，留下致密的、死亡的中子星残余
几十年来，天文学家一直对中子星和黑洞之间的间隙感到困惑:已知最重的中子星不超过2
是太阳质量的5倍，或者2倍
5个太阳质量，已知最轻的黑洞大约有5个太阳质量
问题仍然是:这个所谓的质量差距中有什么吗？ 现在，在国家科学基金会的激光干涉仪引力波观测站(LIGO)和欧洲的处女座探测器的一项新研究中，科学家们宣布发现了一个2
6个太阳质量，把它牢牢地放在质量间隙中
该物体是在2019年8月14日被发现的，当时它与一个由23个太阳质量组成的黑洞合并，产生了一股引力波，由LIGO和处女座在地球上探测到
一篇关于探测的论文已被接受发表在《天体物理学杂志快报》上
“我们已经等了几十年来解开这个谜，”合著者、西北大学教授维基·卡洛吉拉说
“我们不知道这个物体是已知最重的中子星，还是已知最轻的黑洞，但不管怎样，它都打破了一项记录
" “这将改变科学家们谈论中子星和黑洞的方式，”合著者帕特里克·布雷迪说，他是威斯康星大学密尔沃基分校的教授，也是LIGO科学合作的发言人
“质量差距实际上可能根本不存在，但可能是由于观测能力的限制
时间和更多的观察会告诉我们
" 研究中描述的宇宙合并，一个被称为GW190814的事件，导致了一个大约25倍于太阳质量的最终黑洞(一些合并的质量被转换成引力波形式的能量爆炸)
新形成的黑洞距离地球约8亿光年
在这两个物体合并之前，它们的质量相差9倍，这是引力波事件中已知的最极端的质量比
最近报道的另一个名为GW190412的Virgo处女座事件发生在两个质量比为4:1的黑洞之间
“对于目前的理论模型来说，形成大质量比的合并致密物体对是一个挑战，其中低质量的一方位于质量间隙中
这一发现意味着这些事件发生的频率比我们预测的要高得多，这使得它成为一个非常有趣的低质量物体，”卡洛吉拉解释道
“这个神秘的物体可能是一颗与黑洞融合的中子星，这是一个令人兴奋的可能性，在理论上是可以预料到的，但在观测上还没有得到证实
然而，在2
它的质量是太阳的6倍，超过了现代对中子星最大质量的预测，可能是迄今为止探测到的最轻的黑洞
" 该图显示了通过电磁观测探测到的黑洞质量(紫色)、通过引力波观测测量到的黑洞质量(蓝色)、通过电磁观测测量到的中子星质量(黄色)和通过引力波探测到的中子星质量(橙色)
GW190814在图形中间被突出显示为一个黑洞和一个神秘物体在2
是太阳质量的6倍
信用:Virgo处女座/弗兰克埃拉夫斯基& amp艾伦·盖勒(西北大学) 当LIGO和处女座的科学家发现这一合并时，他们立即向天文学界发出了警报
数十架地面和太空望远镜紧随其后，寻找事件中产生的光波，但没有一架接收到任何信号
到目前为止，这种与引力波信号相对应的光只出现过一次，那是一次名为GW170817的事件
该事件由Virgo处女座网络于2017年8月发现，涉及两颗中子星之间的激烈碰撞，随后被地球和太空中的数十架望远镜目睹
中子星碰撞是一件混乱的事情，物质向四面八方向外抛掷，因此预计会发光
相反，在大多数情况下，黑洞合并被认为不会产生光
根据LIGO和处女座科学家的说法，由于一些可能的原因，2019年8月的事件没有被光学望远镜看到
首先，这一事件比2017年观察到的合并事件要远六倍，这使得捕捉任何微弱信号变得更加困难
其次，如果碰撞涉及两个黑洞，它很可能不会发出任何光
第三，如果这个物体实际上是一颗中子星，它的9倍多质量的黑洞伙伴可能会把它整个吞下去；被黑洞完全吞噬的中子星不会发出任何光
“我觉得吃豆人吃了一点点，”卡洛吉拉说
“当质量高度不对称时，较小的中子星可以一口吃掉
" 研究人员如何知道这个神秘物体是中子星还是黑洞？未来用LIGO、处女座和其他可能的望远镜进行的观测可能会捕捉到类似的事件，这将有助于揭示质量差距中是否存在其他物体
“这是第一次看到可能是一个全新的紧凑二元物体群体，”查理·霍伊说，他是LIGO科学合作组织的成员，也是卡迪夫大学的研究生
“真正令人兴奋的是，这仅仅是一个开始
随着探测器变得越来越灵敏，我们将观察到更多这样的信号，我们将能够精确定位宇宙中中子星和黑洞的数量
" “几十年来，质量差距一直是一个有趣的难题，现在我们发现了一个恰好适合它的物体，”国家科学基金会(NSF)重力物理学项目主任佩德罗·马罗内蒂说
“如果不挑战我们对密度极高的物质的理解，或者我们对恒星演化的了解，这是无法解释的
这一观察是引力波天文学领域变革潜力的又一个例子，引力波天文学的每一项新发现都带来了新的见解
"
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