知识炸了！科学家刚刚发现迄今为止最大的中子星（或最小的黑洞）

　　这张图显示的引力波被认为是由J0651双星系统中的两颗白矮星产生的。图片来源：NASA
　　天体物理学家发现了迄今为止最奇怪的引力波信号，这一发现可能迫使科学家改写他们对宇宙的认识。
　　在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。自爱因斯坦预言引力波的存在，到其被激光干涉引力波天文台(LIGO)成功探测，经历了整整百年时间。2015年，科学家首次发现了这种由两个黑洞碰撞形成的波。
　　从那时起，引力波信号的探测变得更加神秘，科学家们也变得更兴奋。现在，相关研究人员宣布，他们首次发现了一种引力波信号，这种引力波信号是由一个比已知的最大中子星大，但比已知的最小黑洞小的物体碰撞产生的。虽然探测过程极其复杂，科学家们无法准确地确定到底发生了什么，但这个信号却让人们对即将到来的更多奇怪的观测产生了希望。这一发现甚至预示着人们对所谓超新星的大规模恒星爆炸是如何发生的有了新的认识。
　　研究人员表示，这是一个奇妙的事件，它将真正改变我们对黑洞和中子星形成的理解。在能够得到更多的观测结果之前，这仍然是一个谜，但这并不意味着它没有提供信息。
　　通过引力波观察到的严重不对称碰撞的描绘。图片参考来源： N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer等
　　研究人员对这次观测结果非常有信心，这是一个非常漂亮的观测信号。如果你看下数据，会发现这是一个美妙的、干净的＂啁啾＂声（形容引力波的昵称）。
　　科学家们在2019年8月14日捕捉到了引力波，也就是＂啁啾＂，当初步的分析表面碰撞可能合并了黑洞和中子星时，科学家们更加感兴趣。这两个物体的碰撞是一种引力波事件，科学家们一直在热切等待，因为迄今为止他们只看到相同双星的合并。
　　但是当天体物理学家对数据进行更多的分析时，他们意识到他们所看到的是一个更加陌生的东西。根据科学家对合并事件的分析，其中一个碰撞物体的质量约为太阳质量的23倍，这是一个黑洞，另一个物体的质量约为太阳质量的2.6倍，科学家们初步猜测是中子星。
　　质量差距之谜
　　这是描述通过引力波观测到的碰撞事件范围的图表。图像来源：LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller
　　这个大小属于科学家们所称的质量间隙：一个比迄今为止所研究的任何黑洞都要小得多的物体（约为太阳质量的5倍），但也可能比任何已知的中子星（约为太阳质量的2.5倍）都要大。
　　研究人员表示，黑洞和中子星混合性质的合并已经被预测了几十年，但是这个在质量缺口中的致密物体完全是一个惊喜。尽管我们无法确定该物体的类别，但我们看到的要么是已知最重的中子星，要么是已知最轻的黑洞。不管怎样，它都打破了记录。
　　在其他情况下，科学家可能已经能够确定物体在碰撞前的实际情况，从而产生了可观察到的＂啁啾＂声。科学家没有发现任何中子星可能产生的光信号，但这并不排除它可能是中子星。
　　而且，与科学家们迄今为止研究的普遍匹配的碰撞不同，这对碰撞极不均匀，较大的物体的质量约为较小物体的9倍，使得科学家在引力波＂啁啾＂中更难看到事件的细节。当质量高度不对称时，较小的致密物体一口就能被黑洞吃掉。
　　这件事也很难研究，因为它距离得很远。这场碰撞似乎发生在距地球约8亿光年的地方，就背景而言，这比2017年8月伴随的闪光探测到的二元中子星合并要远6倍左右。
　　描绘的两个黑洞，质量差距为九倍，互相缠绕并碰撞。图片来源：N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer等
　　由于这些挑战，要真正破解宇宙质量差距的奥秘，科学家需要在更多的碰撞中观察到更多的这些边界物体，最好是不太复杂的碰撞。
　　锁定中子星和黑洞之间的模糊区域并不只是为了精确起见，它将改变我们对周围宇宙的理解。
　　首先，它将告诉科学家中子星（＂终极粒子对撞机＂）是如何工作的。中子星物质很难建模，我们在地球上无法模拟，条件太极端了。但是物质的性质将决定中子星的最大尺寸，大中子星变得太大并崩塌的点，像这项新研究这样的观测将有助于确定边界。
　　理解质量差距将对天体物理学产生影响，其影响将远远超出观测范围。几十年来，天体物理模型已经假设在最大的中子星和最小的黑洞之间确实存在空隙。如果这个差距比之前假设的要小得多，或者根本不存在，那么就需要对这些模型进行调整。这些调整后的模型可以改变我们对宇宙的理解，比质量差定义本身更广泛。
　　激光干涉引力波天文台(LIGO)设施鸟瞰图。图片来源：Caltech/LIGO Laboratory
　　研究人员表示，不管质量差距之谜如何揭开，这个新的信号预示着引力波观测的丰富前景。
　　这证明我们只是刚刚开始用引力波探索宇宙的事实，我们不知道外面有什么，但现在我们已经看到了一些更常见的来源，我们知道什么是典型的引力波类型。但整个的复杂性，我们仍在努力寻找。
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