中子星 人类首次探测到,来自10亿年前的“时空波动”,黑洞与中子星合并,爱因斯坦又对了。( 二 )


【中子星|人类首次探测到,来自10亿年前的“时空波动”,黑洞与中子星合并,爱因斯坦又对了。】双星如何相遇?
目前科学家们还不知道中子星和黑洞是如何相遇的 。
虽然还不清楚这些双星系统形成于何处 , 但天文学家确定了三个可能的宇宙起源:恒星双星系统、包括年轻星团在内的稠密恒星环境以及星系中心 。
它们两个有可能会是一起形成 , 由于两颗恒星相互环绕 , 直到耗尽燃料并死亡 , 其中一颗坍缩成黑洞 , 而另一颗形成了中子星 。 又或者说这两个物体是分开形成的 , 并在一个挤满了许多中子星和黑洞的拥挤区域里相遇了 。 有很多朋友好奇这两种天体碰到一起会发生什么现象 , 究竟是黑洞吃了中子星呢?还是中子星撑死了黑洞呢?
双星相遇会怎样?这个答案在《天体物理学杂志快报》上 , 天文学家已经给我们证实了 , 两者相遇的结果就是合并成了质量更大的黑洞 。
黑洞是吸收一切物质的天体 , 而中子星是释放能量的天体 。 所以中子星的寿命要比黑洞短很多 。 它们两个就是两种极端 。 黑洞只要能抗住中子星瞬间爆发的能量 , 黑洞就是最终的胜利者 , 当中子星靠近黑洞时 , 理论上它会被潮汐力撕裂 , 从而产生一阵闪光 。 但是在观测到的这两个事件中 , 黑洞的质量都比中子星大得多 , 并且黑洞能一次性的一口吞掉了一颗中子星 , 不留任何痕迹 。
在两者相距200~300亿公里的时候 , 中子星表层物质不稳定 , 磁场有明显的异常波动 。
当两者相距达到100亿公里的时候 , 中子星的外物质便会飞逸而出 , 并在黑洞的周围高速环绕 , 之后中子星便向黑洞做螺旋形下坠运动 。
当到50亿公里的时候 , 黑洞和中子星的磁场剧烈碰撞 , 并释放出大量的电子和光 , 之后中子星的能量便会慢慢消耗掉 , 最后被黑洞吞没 , 具体被吞没的时间根据中子星的体积而论 , 但一般不会超过6个小时 。
在这两次观测之后 , 天文学家立即对相应目标区域进行了多波段的观测 , 最终在所有波段上都没有观测到来自这两个事件的电磁波 , 这个结果与引力波观测结果也相符合 。 所以GW200105和GW200115两个引力波信号的来源可以很确定了 , 它就是黑洞跟中子星合并的结果 。
天文学家估计在10亿光年内 , 大约每个月都会发生一起黑洞与中子星合并的事件 。 菲什巴赫说:“我们现在看到了第一批黑洞与中子星合并的例子 , 所以我们知道它们就在那里 。 ”但是中子星和黑洞还有很多我们不知道的——它们能有多小或多大 , 它们能旋转多快 , 它们如何配对成为合并伙伴 。 利用未来的引力波数据 , 我们将有统计数据来回答这些问题 , 并最终了解我们宇宙中最极端的天体是如何形成的 。
人类第一次发现了黑洞吞掉中子星的事件 , 相信这肯定也不是最后一次 。
现在 , 这些引力波团队正在对仪器进行维护升级 , 为2022年夏天开始的第四轮观测做准备 。 未来 , 引力波还会给人们哪些惊喜 , 让我们拭目以待 。

推荐阅读