一份引力波數據發現黑洞與一個不明物體相撞的事件。這個物體的質量相當尷尬,比已知最小的黑洞更小,比已知最大的中子星更大。科學家現在不知道它到底是兩者之一,還是一種全新類型的天體。
這份新發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)上的研究,發現一個23倍太陽質量的黑洞,與一個2.6倍太陽質量的不明物體相撞。
研究者稱,至今所知的最小黑洞質量為太陽的5倍;最大中子星質量只有太陽的2.3~2.4倍。因此,不管是哪種情況,這都是史無前例的一個天體。它也有可能是全新類型的一種高密度天體。
研究者之一佛羅里達大學的天體物理學家巴托斯(Imre Bartos)在給Gizmodo的電子郵件中解釋說:「這項發現的驚人之處在於,我們發現一個質量完全在我們意料之外的天體。」
巴托斯說,在發現這個天體之前,我們甚至不知道有質量為太陽的2~2.5倍的天體存在。「在我看來,這項研究最有意思的地方在於,它找到一個填補一段質量空白的天體,是一種介於『最重的中子星』和『最輕的黑洞』之間的神祕天體。」
沒有參與這份研究的同行、維吉尼亞大學的克羅馬蒂(Thanul Cromartie)說:「遺憾的是,無法確定它是什麼,部分原因是,中子星對撞事件內中子星拉伸的『潮汐變形』現象,被這個合併事件的不對稱性給淹沒了。」
克羅馬蒂說,從現有的觀測證據和可接受的中子星的質量理論預測來看,「該物體最有可能是一個非常輕的黑洞」。如果這個天體真的是一個中子星,「我們將不得不從根本上重新考慮密度極高的物體的行為模式」。
天文學家觀測到過黑洞與黑洞的合併、中子星的合併,但是從未見證過一個黑洞和中子星的合併。如果確認它是一顆中子星,那麼這個代號GW190814的事件將是史上觀測到的第一例黑洞和中子星的對撞事件。
這個事件由美國的LIGO 和意大利的Virgo 引力波探測器在2019年8月14日探測到,位於距離地球800萬光年的地方。這兩個天體的質量之比達到9:1,是至今為止探測到引力波事件內兩個天體質量差別最大的一次。在這之前探測到的引力波事件中,兩個天體質量差別最大的比例是4:1。
另外,以前探測到的有中子星參與的撞擊事件,除了引力波之外,都伴隨探測到可見光,可是沒有探測到來自這個事件的可見光。在得到引力波警報後,儘管研究人員通知了世界各地多個觀測臺合作努力,特別瞄準那個方位進行觀測,都沒有探測到可見光信號。
研究作者分析,有可能因為這個事件距離太遠,光線太弱探測不到;也許,這個未知的天體就是一個質量很小的黑洞;還有可能,是一個黑洞一口氣吞下了一個中子星,這個過程快到根本沒有放射可見光。
不管怎樣,這都是一個值得進一步研究的事件。LIGO合作組成員霍伊(Charlie Hoy)說:「這可能是一類全新的高密度雙體合併事件的初步線索。」