一个黑洞与不该存在的东西相撞

天文学家对观测结果感到困惑，这些观测结果显示一个黑洞粉碎成一个异常大小的神秘物体。

 

《天体物理学杂志快报》上发表的一项新研究描述了黑洞与尚未确定的物体之间的碰撞。在这个天体的幽会时，黑洞的质量比我们的太阳大23倍，但未知的物体仅是太阳质量的2.6倍，这显然很奇怪。

这项新论文的背后的科学家是由西北大学的天体物理学家维奇·卡洛格拉（Vicky Kalogera）合着的，他们说较小的物体可能是黑洞或中子星，后者是爆炸恒星的超稠密残留物。2.6太阳质量的黑洞将是有记录以来最小的（已知最轻的黑洞是5太阳质量），而质量相同的中子星将有记录以来最大（最重的中子星在2.3至2.4太阳之间）群众）。因此，无论哪种方式，这都是天文学家从未见过的东西-实际上，它可以代表一类全新的密集，紧凑的物体。

佛罗里达大学的天体物理学家，新研究的合著者伊姆雷·巴托斯（Imre Bartos）在给Gizmodo的电子邮件中解释说：“这一发现令人震惊，因为我们发现了一个意外的质量的物体。” 他说，在大约2.2 至5个太阳质量之间的这种紧凑物体范围，“直到现在还没有人居住过”，他指的是一种被称为质量差的神秘重量级。

“我认为，这项研究中最有趣的部分是在’质量间隙’中检测到一个物体，这是我们测量到的最重的中子星和最轻的黑洞质量之间的无人区，弗吉尼亚大学和国家射电天文台的天体物理学家谢恩·克罗玛蒂（Thankful Cromartie）并未参与这项新研究，他在给Gizmodo的电子邮件中写道。“不幸的是，这是不可能的，部分是因为在中子星合并中通常可以检测到的“潮汐变形”或中子星伸展被这种合并的不对称性所淹没。”

也就是说，现有的观测证据和可接受的中子星质量的理论预测“表明该物体很可能是一个非常轻的黑洞，”她说。如果这真是一颗真正的中子星，“我们必须从根本上重新考虑物质在极高密度下的行为方式。”

天文学家以前曾目睹过黑洞作用于黑洞，甚至中子星也撞成其他中子星，但黑洞却没有与中子星碰撞。如果得到确认，将是第一次大规模合并，命名为GW190814。吉兹莫多（Gizmodo）在去年夏天写了关于此事件的初步研究。

GW190814于2019年8月14日被美国国家科学基金会的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座探测器发现。这次合并距地球有800万光年，它是如此重要，以至于在时空的结构中产生了涟漪，并以引力波的形式向外辐射，最终到达了地球上的探测器（感谢爱因斯坦！）。两个物体的质量差异为9：1，代表了引力波事件的新极端。先前的质量差异记录属于GW190412 —涉及两个黑洞的碰撞，其质量比为4：1。

先前涉及中子星的宇宙合并，例如2017年8月的GW170817，除了产生引力波外还产生了可检测到的光波，但尽管在LIGO和处女座之后世界各地的多个天文台都在现场接受了培训，但这次合并并未检测到光科学家发出警报。作者说，考虑到所涉及的距离太长，GW170817的光线可能太暗了。或者，未知物体是一个黑洞，尽管它的重量很轻。研究人员提出了另一种可能性：这是一个中子星，被一个大口杯中的黑洞吞噬，并迅速合并而没有产生光。

令人兴奋的是，正如LIGO科学合作组织成员，加的夫大学研究生Charlie Hoy在一份新闻稿中所说：“这是对全新的紧凑型二元物体群体的第一次印象。”

克罗马蒂说，较轻的物体不太可能是中子星，“尽管结果会令人兴奋。” 她说，我们目前尚无法知道这两种方式，“但是重要的是不要在考虑这种可能性上花费过多精力”，因为LIGO团队已明确表示不太可能。

太阳质量为2.6的较轻物体的起源仍然是另一个谜团。巴托斯说，当大质量恒星在其自身引力作用下坍塌时，中子星和黑洞都会诞生，但是这个新天体“与这种演化是不一致的，因此除了垂死的恒星之外，肯定还有其他东西创造了它。”

巴托斯说，一种有趣的可能性是，该物体是由两个“正常大小”中子星的碰撞产生的，它们的重量通常约为1.3太阳质量，“因此其中两个可以很好地构成我们在这里观察到的质量”，他告诉Gizmodo。他补充说：

然后，在发生这样的碰撞之后，就是残余物与黑洞的碰撞，这表明这里存在着某种“装配线”。实际上，这是在宇宙中存在大量黑洞和中子星的地方非常接近的结果。在每个星系的中心都是这种情况，这些物体由于基本上在每个星系中都存在的中央超大质量黑洞的吸引力而迁移。如果某种东西促进了碰撞，这也可能会有所帮助，例如大量的气体涌入，在超大质量黑洞周围形成一个圆盘，然后收集并集合较小的黑洞和中子星。实际上，有关此事件的另一个大惊喜是两个碰撞对象的质量截然不同，这也预示着暴力的相遇。

下一步将是确认和研究更多的宇宙合并。好消息是，随着我们的天文仪器稳步改进，预计在未来的几个月和几年中会进行更多的探测。

“发现的速度正在加快，这只是LIGO和处女座在我们仍在分析的50多名候选人中第三次撞车，”巴托斯告诉Gizmodo。他说，在未来的几年中，发现的速率将进一步增加一个相当大的因素，“因此，我们可以期望在几乎每天的基础上发现更多令人兴奋的发现”。哇