科學家利用重力波首次探測到黑洞與中子星的合併
一隊包括香港、台灣和中國大陸科學家在內的國際研究團隊，證實2020年美國的激光干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，簡稱 LIGO）和意大利的室女座重力波干涉儀（VIRGO Interferometer）探測到兩個重力波事件，確實來自黑洞與中子星並合過程。這個發現記錄來自約十億年前的宇宙中兩個最極端、最神秘的物體的碰撞。
如果把宇宙看作一個湖面，每個有質量的物體都是宇宙湖面中的船，當船移動或相撞時，即物質和能量發生劇烈運動和變化時，就會導致湖面產生漣漪，這個漣漪便是重力波。
澳洲國立大學物理學院教授蘇珊·史葛（Susan Scott）表示，中子星與黑洞的死亡螺旋碰撞發生在大約十億年前，由於二者質量如此之大，所以直至今天，還能探測到碰撞在宇宙中產生的漣漪。她指出，每一次碰撞都不僅僅是兩個巨大而緻密的物體聚集在一起。而是黑洞吞噬了它的中子星伴星。
澳洲國立大學重力天體物理中心的約翰尼斯·艾希霍爾茨（Johannes Eichholz）說，這兩次探測最初是在2020年1月5日和15日進行。當月，研究團隊探測到GW200105和GW200115（以探測日期命名）兩個重力波事件，顯示存在一種混合型新系統，即是每個對都由一顆中子星和一個黑洞組成。
艾希霍爾茨稱，雖然這種對黑洞吞噬中子星的探測非常罕見，但他們十天之內探測到了兩次。其中一次（GW200105）是一個質量是太陽九倍的黑洞和一顆質量是太陽兩倍的中子星；另一次（GW200115）是一個質量大約是太陽六倍的黑洞和一個質量是太陽一倍半的中子星。而在2019年探測到的兩個重力波事件（GW1900814和GW190426），尚不能確定是由黑洞與中子星並合產生。
史葛表示，團隊之前捕捉到了許多涉及兩個黑洞碰撞和兩顆中子星相撞的事件。現在，他們已經完成拼圖的最後一塊，即是首次確認觀測到來自黑洞和中子星碰撞的重力波。
研究人員說，他們的觀察將有助於揭開宇宙中最複雜的奧秘，包括物質的構成、空間和時間的運作等。
【圖：麻省理工學院；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年6月29日出版的《天體物理學快報》
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