鹽湖城 — 當黑洞碰撞時，它們是隱藏在黑暗中還是發出閃光？
在地球探測器探測到引力波，即由兩個黑洞合併產生的時空結構中的漣漪之後，這個問題懸而未決。之前的研究表明，對於這種大小的黑洞——大約是太陽質量的30倍——不會有明亮的閃光，沒有朦朧的光暈，也沒有任何光線。
但在2015年9月，美國宇航局的費米伽瑪射線太空望遠鏡在黑洞碰撞後不到1秒的時間內，在天空的同一區域探測到了一次微弱的高能光爆發。費米合作組織的研究人員昨天（4月18日）在美國物理學會四月會議上討論了這一發現。科學家們表示，伽瑪射線光的確來自黑洞合併的可能性很大，但還需要更多證據來確定這一結論。[乘坐黑洞合併的引力波（影片）]
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“這是一個誘人的發現，誤報的可能性很低，但在我們開始改寫教科書之前，我們需要看到更多與黑洞合併產生的引力波相關的爆發，”研究主要作者、阿拉巴馬州亨茨維爾國家空間、科學和技術中心的瓦萊麗·康諾頓在一份宣告中說。
歷史性的發現
今年二月，雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 的科學家合作團隊創造了歷史，他們宣佈首次直接探測到引力波，這是阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前首次預測的。在這次探測之前，科學家們只獲得了這些漣漪存在的間接證據。
LIGO團隊確定，他們探測到的波來自兩個黑洞，質量分別為太陽的29倍和36倍，正在合併。研究人員通常不期望看到來自這次事件的任何光線。
黑洞本身不輻射光，但快速移動的物質螺旋式落入黑洞時通常會輻射光。（事實上，星系中心的巨型黑洞會導致周圍的物質輻射出如此多的光，以至於它們成為宇宙中最明亮的天體之一。）然而，合併的黑洞彼此環繞數百萬年，因此科學家們曾預計，任何氣體或其他附近的產生光線的碎片都會在兩者實際碰撞之前很久就被清除掉。
儘管有這種預測，研究人員還是梳理了各種望遠鏡（包括費米）的資料檔案，以尋找來自LIGO追蹤到的兩個黑洞區域的任何光發射跡象。[圖片：宇宙中的黑洞]
“我們實際上並沒有期望看到任何東西，”費米團隊成員、美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的伽瑪射線天體物理學家亞當·戈爾茨坦說。戈爾茨坦今天在美國物理學會四月會議的新聞釋出會上發表了講話。
但該團隊確實看到了東西：一個非常微弱的訊號，它來自LIGO探測到的天空同一區域，並且僅在0.4秒後發生。
美國宇航局戈達德太空飛行中心位於馬里蘭州格林貝爾特的天體物理學家朱迪·拉庫辛在今天的新聞釋出會上說，費米團隊“謹慎地說[伽瑪射線訊號]可能與LIGO探測到的黑洞合併有關”。
研究人員的評估非常謹慎，原因有很多。首先，訊號並不理想。它來自天空的一個區域，該區域位於費米衛星下方，因此航天器的探測器基本上是在它們的周邊視覺中看到訊號的。訊號非常微弱，戈爾茨坦說，目前尚不清楚有多少是由於探測器沒有直接對著它，或者訊號本身就很弱。
但LIGO的探測使這個原本不起眼的伽瑪射線爆發引起了科學界的極大興趣，戈爾茨坦和其他人說。
根據費米團隊對伽瑪射線天空的全部瞭解，戈爾茨坦說，伽瑪射線訊號與引力波訊號無關，只是碰巧在同一時間出現在天空的同一區域的“可能性約為五百分之一”。
LIGO能夠確定黑洞碰撞的位置，但精度僅限於天空600平方度的一個區域。（你伸直手臂握緊拳頭大約覆蓋10度。）費米的探測可以將該區域縮小三分之二，但這仍然留下了訊號可能來自的廣泛區域，研究人員說。
尚存疑問
戈爾茨坦和拉庫辛還討論了國際伽瑪射線天體物理實驗室 (INTEGRAL) 合作組織釋出的一篇論文，該論文表明，該儀器未探測到與費米探測到的訊號類似的訊號。兩位科學家表示，INTEGRAL上的儀器最初並非主要作為伽瑪射線爆發探測器而建造。因此，科學家們說，無法直接比較費米看到的情況與INTEGRAL看到的情況。
根據費米對探測到的訊號的瞭解，戈爾茨坦說，“實際上不清楚 [INTEGRAL] 是否會看到它。”
關於費米伽瑪射線探測的新論文已提交給《天體物理學雜誌》，目前正在接受同行評審。
“重要的是要注意，我們不會僅僅因為這個事件本身就報告它，”戈爾茨坦說。“我們之所以發表文章，是因為我們的資料顯然是公開的，而且最適合進行此分析的人[在]儀器團隊中。因此，我們面臨著發表關於此事的論文的特殊壓力。”
在九月LIGO公告發布後的幾天和幾周內，一些論文出現在開放獲取科學論文網站arXiv.org上，提出了中等大小碰撞黑洞可能產生伽瑪射線爆發的可能物理情景。馬薩諸塞州哈佛-史密森天體物理中心 (CfA) 的天體物理學家阿維·勒布提出的一個假設表明，這兩個黑洞形成於一顆恆星的腹部。
“那裡有很多有趣的想法，那些想法如此迅速地被拼湊起來令人驚歎，”拉庫辛說。“主要想法是，你需要讓一些物質在黑洞之外，一些氣體來加速……我認為理論推測引發瞭如此多的討論是很棒的，我們將來會看到[其中任何一個是否會實現]，透過更好的觀測。”
“每個人都有的疑問是，‘我們的觀測結果和LIGO的觀測結果是否來自同一個物體？’”戈爾茨坦說。“我們現在還不能肯定地說。”
但戈爾茨坦和拉庫辛表示，LIGO預計未來幾年將探測到更多合併的黑洞，根據該儀器的峰值設計靈敏度，每年將探測到多達100次此類合併，戈爾茨坦說。
“因此，在未來幾年，我們將有充足的機會來觀察其他雙黑洞是否具有巧合的伽瑪射線訊號，”他說。
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