剧烈的中子星碰撞使引力波在时空结构中颤抖

艺术家对双星中子星合并产生GW190425的印象。

与ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）进行的一项新合作研究表明，2019年初可能有两个中子星发生碰撞，这仅是第二次检测到这种宇宙事件。包括美国国家科学基金会的LIGO和欧洲处女座探测器在内的引力波天文台网络，在2019年4月25日发现了两个中子星碰撞产生的引力波。

引力波和光于2017年在同一事件中首次被目击。2019年的第二个事件称为GW190425，未导致检测到任何光;然而，研究人员了解到，碰撞导致合并物体的质量异常高。

OzGrav博士后研究员西蒙·史蒂文森（Simon Stevenson）说：“这次活动很好地说明了引力波天文学是一种全新的，独特的观察宇宙的方式。具有类似质量的双星可能在银河系中不存在，或者对于常规射电望远镜来说可能是完全不可见的。”

中子星是爆炸后的死星残留。当两个中子星一起旋转时，它们会发生剧烈的合并，从而使引力波在时空结构中颤抖。

2015年首次检测到的引力波是由两个黑洞的剧烈碰撞产生的。自那时以来，科学家已经注册了数十个新的候选黑洞合并。两年后，即2017年，首次发现中子星合并。

二元中子星聚结GW190425的模拟这部电影显示了一个数值模拟，表示二元中子星聚结和合并，这导致了检测到的引力波事件GW190425。此处显示的两个中子星具有与高级LIGO /处女座探测器进行的探测一致的特性。可以从此链接下载静止图像。

OzGrav博士后研究员Vaishali Adya说：“这种探测表明了已经非常灵敏的重力波探测器不断改进的重要性，因为在最新升级之前无法观察到此事件。OzGrav在这些升级中扮演了至关重要的角色，其中之一涉及降低探测器中的量子噪声。”

OzGrav博士后研究员朱兴江说：“合并物体的总质量令人惊讶地高，比任何以前已知的双中子星双星都要大得多，包括2017年探测到的双中子星双星。这促使我们考虑这次事件的性质以及其来源可能是如何形成的。”

在这种情况下，合并后的物体的合并质量约为太阳质量的3.4倍。通常，中子星碰撞仅发生在成对的中子星之间，其总质量高达太阳的2.9倍。质量异常高的一种可能性是，碰撞不是发生在两个中子星之间，而是发生在中子星和黑洞之间，因为黑洞比中子星重。但是，如果真是这样，那么黑洞对于这个类别来说必须非常小。相反，科学家认为，该事件更有可能是两个中子星的破裂，并且它们的合并导致了一个新形成的黑洞。

人们认为中子星对是在生命的早期形成的（当伴有大质量的恒星先后一个接一个地死亡），或者当它们在生命后期在密集，繁忙的环境中聚集在一起时形成。来自2019年活动的数据并未表明这些情况中的哪一种更有可能发生-需要更多的数据和新的模型来解释意外的大质量。这一发现表明，我们可能已经发现了全新的双星中子星系统。

OzGrav副研究员Greg Ashton说：“这次活动真的很有趣。在最终合并之前，三个检测器中的两个检测到了类似chi的信号，持续了约128秒。不幸的是，当时没有一个探测器在观察，这意味着天空的定位很差。也许是因为这个原因，并且因为它太远了，所以从该事件中没有观察到电磁光。不过，我们在引力波数据中非常清楚地看到了这一点，可以将其用于计算物体的质量，自旋和方向。”

“随着LIGO探测器灵敏度的提高，可以期待更多令人兴奋和出乎意料的发现。OzGrav与LIGO紧密合作，以提高灵敏度，开发新的仪器和分析技术，”阿德莱德大学OzGrav节点负责人Peter Veitch教授说。

研究结果于2020年1月在夏威夷檀香山举行的美国天文学会会议上宣布。

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