奇異引力波事件：黑洞在撕碎一顆中子星？

引力波“獵手”或許已經捕獲他們最奇異的獵物！據美國《科學》雜志網站近日報道，美國東部時間8月14日17時10分39秒，美國和意大利的3臺巨型探測器探測到了一次奇異事件，分析表明，這顯然是由一對黑洞和中子星在約9億光年之外相互運動并合產生的一束引力波脈沖。

中國科學院國家天文臺研究員張承民對科技日報記者說：“此前，科學家們曾觀測到黑洞—黑洞并合以及中子星—中子星并合產生的引力波，但從未發現過黑洞—中子星的并合，新發現有望進一步揭示中子星的秘密。如獲證實，將是一個諾獎級的發現。”

    奇異事件“現身”

報道指出，此次新發現由位于美國的激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）和位于意大利的“室女座”（Virgo）天文臺共同完成。LIGO發言人帕特里克·布拉迪說：“如果這一結論被證實的話，將是一個巨大的里程碑。”

據悉，2015年9月，科學家們首次探測到了兩個位于13億光年之外、質量為太陽質量幾十倍的黑洞并合產生的引力波。2017年8月，“室女座”探測器加入到這場引力波信號的追捕行動中。幾天之內，這3臺探測器發現了兩顆中子星并合產生的引力波。

現在，LIGO和Virgo可能已經發現了黑洞和中子星的并合。LIGO成員維基·卡洛杰拉說：“看到黑洞撕碎一顆中子星，就能揭示出中子星物質有多堅硬，這是破譯中子星結構的關鍵。”

研究人員通過引力波估算出了這對碰撞體的質量：其中一顆為5倍太陽質量；另一顆（假定是中子星）不足3倍太陽質量，但這一質量并不完全確定。卡洛杰拉說：“也許它不是一顆中子星，也許是一個小黑洞？”

張承民表示，事實上，此前的天文學觀測認為中子星的質量不能超過2.2倍太陽質量，但理論家的預言更加樂觀，可以達到3.2倍太陽質量。

    神龍見首不見尾的“神雕俠侶”

目前科學家借助LIGO和Virgo引力波探測器，已經發現了十多個黑洞—黑洞并合事件，以及2個中子星—中子星并合，今年4月曾經發現過1個疑似黑洞—中子星事件。

但迄今為止，理論學家們仍然不能完全確定黑洞—中子星成對有多么普遍，也不知道它們是如何形成的。模型顯示，它們更有可能由大質量恒星對形成，而非由四處游蕩的黑洞和中子星以某種方式找到彼此然后結伴形成。

張承民介紹說，理論上，黑洞—中子星系統在宇宙中的數目應該多于黑洞—黑洞系統，但是少于中子星—中子星系統。

但為什么黑洞—中子星系統“現身”得比較少呢？  

張承民解釋說：“首先，黑洞—中子星碰撞輻射引力波的能量遠遠小于黑洞—黑洞系統，所以這就是為什么LIGO首先看到了黑洞—黑洞系統；此外，中子星—中子星系統的并合引力波能量雖然不是很高，但其數目具有絕對優勢，因此它們也容易被探測到。”

張承民進一步說：“另外，射電望遠鏡已經觀測到18對中子星—中子星系統，其物理性質已經研究得比較清楚，所以判斷和認證其觀測屬性相對容易，而黑洞—中子星系統至今沒有觀測到，所以其并合性質、物理特征與誕生率只能停留在理論設想，還由于這類系統可能沒有光學對應體，這提供給引力波探測器的觀測約束比較模糊。所以，黑洞—中子星系統不容易探測。”

    或是諾獎級發現

探測到黑洞—中子星并和有何重要意義？

張承民說：“黑洞—黑洞、中子星—中子星這兩類是同類致密星體，兩者性質一致；而黑洞—中子星系統是兩類不同致密星體，這兩種星體碰撞可以起到交叉認知的作用，精確了解致密的核物質在宇宙中被物質奇點撕裂時的各種表現，一定有許多意想不到的奇妙現象，這為全面認識宇宙極端狀態提供了不可多得的環境。”

張承民繼續表示：“此外，黑洞—中子星碰撞的發現為3類致密星體的完整認識畫上完美句號，這進一步證實愛因斯坦引力理論的正確，也讓我們欣賞了宇宙各種奇觀。這一發現一旦獲得證實，LIGO與Virgo的科學家將可能再次獲得諾貝爾物理學獎。”