引力波可能剛剛傳遞了黑洞吞噬中子星的首次觀測結果。 如果得到證實，這將是此類雙星系統存在的首個證據。 就在一天前，天文學家探測到來自兩顆中子星合併的引力波，這只是第二次。
4 月 26 日 UTC 時間 15:22:17，美國的雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 的雙探測器和義大利的 Virgo 天文臺報告了一次不尋常型別的波爆發。 天文學家仍在分析資料並進行計算機模擬以解釋它們。
但他們已經在考慮一個誘人的前景，即他們已經做出了一個長期以來期待的探測，這可能會產生大量的宇宙資訊，從廣義相對論的精確測試到測量宇宙的膨脹率。 世界各地的天文學家也在競相使用不同型別的望遠鏡觀測這種現象。
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“我認為分類傾向於中子星-黑洞合併”，LIGO 資料分析團隊的高階成員、賓夕法尼亞州立大學帕克分校的物理學家查德·漢納說。
但訊號不是很強，這意味著它可能是一個僥倖。“我認為人們應該對此感到興奮，但他們也應該意識到其重要性遠低於”之前的許多事件，他說。 LIGO 和 Virgo 此前曾捕獲到來自兩種災難性事件的引力波——時空結構中微弱的漣漪：兩個黑洞的合併，以及兩顆中子星的合併。 後者是比太陽質量更大的恆星坍縮後形成的小而超密集的物體。
最新的事件，暫定標籤為 #S190426c，似乎發生在約 375 兆秒差距（12 億光年）之外，LIGO-Virgo 團隊計算得出。 研究人員繪製了一張天圖，顯示引力波最有可能的起源地，並將此資訊作為公共警報傳送出去，以便世界各地的天文學家可以開始在天空中搜索來自該事件的光。 以這種方式將引力波與其他形式的輻射相匹配，可以比任何一種型別的資料單獨產生更多的事件資訊。
曼西·卡斯利瓦爾 (Mansi Kasliwal) 是加州理工學院帕薩迪納分校的天體物理學家，領導著幾個旨在進行此類後續工作的專案之一，稱為全球天文臺中轉瞬變事件觀測 (GROWTH)。 她的團隊可以指揮世界各地的機器人望遠鏡。 在這種情況下，研究人員立即啟動了印度的一臺望遠鏡，當時引力波到達時那裡是晚上。“如果天氣配合，我認為在不到 24 小時內，我們應該可以覆蓋幾乎整個天圖，”她說。
同時發生兩次
當天文學家發現潛在的黑洞-中子星合併時，他們已經在加班工作了。 4 月 25 日 UTC 時間 08:18:26，另一列波襲擊了 LIGO 在路易斯安那州利文斯頓的探測器和 Virgo。（當時，LIGO 的第二臺機器，在華盛頓州漢福德，暫時停止執行。）
漢納說，該事件是一個明顯的兩顆中子星合併的案例——幾乎在 2017 年 8 月首次歷史性發現此類事件兩年後。
研究人員通常可以做出這樣的判斷，因為波浪揭示了所涉及物體的質量； 大約是太陽質量兩倍的物體預計是中子星。 漢納說，根據波浪的響度，研究人員還估計碰撞發生在約 150 兆秒差距（5 億光年）之外。 這大約是 2017 年合併的三倍遠。
Iair Arcavi 是特拉維夫大學的天體物理學家，他在拉斯昆布雷斯天文臺工作，該天文臺是 GROWTH 的競爭對手之一。他當時在馬里蘭州巴爾的摩參加一個名為“實現多信使天體物理學 (EMMA)”的會議——即在多個波長中觀察這些事件的實踐。 4 月 25 日事件的警報在凌晨 5:01 到來。“我將其設定為向我傳送簡訊，它把我吵醒了，”他說。
一場活動風暴席捲了會議，通常相互競爭的天文學家坐在咖啡桌旁，用筆記型電腦交流資訊。“我們正在 #EMMA2019 上失去理智，”天文學家安迪·豪厄爾發推文說。
但在這種情況下，與許多其他情況不同，LIGO 和 Virgo 無法顯著縮小波浪來自天空的方向。 研究人員只能說訊號來自覆蓋天空約四分之一的廣闊區域。 他們在第二天稍微縮小了該區域。
儘管如此，天文學家已經擁有完善的機器來完成這種型別的搜尋，他們第二天晚上收集的資料最終應該揭示來源，卡斯利瓦爾說。“如果它存在於該區域，我們不可能錯過它。”
在 2017 年的中子星合併中，不同波長的觀測相結合產生了大量的科學。 事件發生兩秒鐘後，一顆軌道望遠鏡探測到伽馬射線爆發——據推測是在合併的恆星坍縮成黑洞時釋放出來的。 大約 70 個其他天文臺忙碌了幾個月，觀察著從無線電波到 X 射線的整個電磁頻譜中發生的事件。
如果 4 月 26 日的事件不是黑洞-中子星合併，那麼它也可能是中子星的碰撞，這將使此類探測總數達到三個。
長期尋求的系統
賓夕法尼亞州立大學的 LIGO 理論物理學家 B. S. Sathyaprakash 說，看到黑洞吞噬中子星可能會產生其他任何型別的事件都無法提供的大量資訊。 首先，它證實了這些長期尋求的系統確實存在，起源於質量非常不同的雙星。
並且這兩個物體在接近的最後階段所追蹤的軌道可能與黑洞對中看到的軌道非常不同。 在中子星-黑洞案例中，質量更大的黑洞會在旋轉時扭曲周圍的空間。“中子星將在球形軌道而不是準圓形軌道中旋轉，”Sathyaprakash 說。 因此，“中子星-黑洞系統可以成為更強大的廣義相對論試驗檯，”他說。
此外，引力波和天文學家的伴隨觀測可以揭示合併前最後階段發生的事情。 當潮汐力撕裂中子星時，它們可以幫助天體物理學家解決一個長期存在的謎團：這些超緻密物體內部的物質處於什麼狀態。
LIGO-Virgo 合作組織於 4 月 1 日開始了當前的觀測執行，並預計每週會看到大約一次黑洞合併，每月一次中子星合併。 到目前為止，這些預測已經實現——天文臺本月也看到了幾次黑洞合併。“這真是太神奇了，”卡斯利瓦爾說。“宇宙太奇妙了。”
本文經許可轉載，並於2019 年 4 月 26 日首次釋出。