引力波可能刚刚传递了黑洞吞噬中子星的首次观测结果。 如果得到证实，这将是此类双星系统存在的首个证据。 就在一天前，天文学家探测到来自两颗中子星合并的引力波，这只是第二次。
4 月 26 日 UTC 时间 15:22:17，美国的激光干涉引力波天文台 (LIGO) 的双探测器和意大利的 Virgo 天文台报告了一次不寻常类型的波爆发。 天文学家仍在分析数据并进行计算机模拟以解释它们。
但他们已经在考虑一个诱人的前景，即他们已经做出了一个长期以来期待的探测，这可能会产生大量的宇宙信息，从广义相对论的精确测试到测量宇宙的膨胀率。 世界各地的天文学家也在竞相使用不同类型的望远镜观测这种现象。
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“我认为分类倾向于中子星-黑洞合并”，LIGO 数据分析团队的高级成员、宾夕法尼亚州立大学帕克分校的物理学家查德·汉纳说。
但信号不是很强，这意味着它可能是一个侥幸。“我认为人们应该对此感到兴奋，但他们也应该意识到其重要性远低于”之前的许多事件，他说。 LIGO 和 Virgo 此前曾捕获到来自两种灾难性事件的引力波——时空结构中微弱的涟漪：两个黑洞的合并，以及两颗中子星的合并。 后者是比太阳质量更大的恒星坍缩后形成的小而超密集的物体。
最新的事件，暂定标签为 #S190426c，似乎发生在约 375 兆秒差距（12 亿光年）之外，LIGO-Virgo 团队计算得出。 研究人员绘制了一张天图，显示引力波最有可能的起源地，并将此信息作为公共警报发送出去，以便世界各地的天文学家可以开始在天空中搜索来自该事件的光。 以这种方式将引力波与其他形式的辐射相匹配，可以比任何一种类型的数据单独产生更多的事件信息。
曼西·卡斯利瓦尔 (Mansi Kasliwal) 是加州理工学院帕萨迪纳分校的天体物理学家，领导着几个旨在进行此类后续工作的项目之一，称为全球天文台中转瞬变事件观测 (GROWTH)。 她的团队可以指挥世界各地的机器人望远镜。 在这种情况下，研究人员立即启动了印度的一台望远镜，当时引力波到达时那里是晚上。“如果天气配合，我认为在不到 24 小时内，我们应该可以覆盖几乎整个天图，”她说。
同时发生两次
当天文学家发现潜在的黑洞-中子星合并时，他们已经在加班工作了。 4 月 25 日 UTC 时间 08:18:26，另一列波袭击了 LIGO 在路易斯安那州利文斯顿的探测器和 Virgo。（当时，LIGO 的第二台机器，在华盛顿州汉福德，暂时停止运行。）
汉纳说，该事件是一个明显的两颗中子星合并的案例——几乎在 2017 年 8 月首次历史性发现此类事件两年后。
研究人员通常可以做出这样的判断，因为波浪揭示了所涉及物体的质量； 大约是太阳质量两倍的物体预计是中子星。 汉纳说，根据波浪的响度，研究人员还估计碰撞发生在约 150 兆秒差距（5 亿光年）之外。 这大约是 2017 年合并的三倍远。
Iair Arcavi 是特拉维夫大学的天体物理学家，他在拉斯昆布雷斯天文台工作，该天文台是 GROWTH 的竞争对手之一。他当时在马里兰州巴尔的摩参加一个名为“实现多信使天体物理学 (EMMA)”的会议——即在多个波长中观察这些事件的实践。 4 月 25 日事件的警报在凌晨 5:01 到来。“我将其设置为向我发送短信，它把我吵醒了，”他说。
一场活动风暴席卷了会议，通常相互竞争的天文学家坐在咖啡桌旁，用笔记本电脑交流信息。“我们正在 #EMMA2019 上失去理智，”天文学家安迪·豪厄尔发推文说。
但在这种情况下，与许多其他情况不同，LIGO 和 Virgo 无法显着缩小波浪来自天空的方向。 研究人员只能说信号来自覆盖天空约四分之一的广阔区域。 他们在第二天稍微缩小了该区域。
尽管如此，天文学家已经拥有完善的机器来完成这种类型的搜索，他们第二天晚上收集的数据最终应该揭示来源，卡斯利瓦尔说。“如果它存在于该区域，我们不可能错过它。”
在 2017 年的中子星合并中，不同波长的观测相结合产生了大量的科学。 事件发生两秒钟后，一颗轨道望远镜探测到伽马射线爆发——据推测是在合并的恒星坍缩成黑洞时释放出来的。 大约 70 个其他天文台忙碌了几个月，观察着从无线电波到 X 射线的整个电磁频谱中发生的事件。
如果 4 月 26 日的事件不是黑洞-中子星合并，那么它也可能是中子星的碰撞，这将使此类探测总数达到三个。
长期寻求的系统
宾夕法尼亚州立大学的 LIGO 理论物理学家 B. S. Sathyaprakash 说，看到黑洞吞噬中子星可能会产生其他任何类型的事件都无法提供的大量信息。 首先，它证实了这些长期寻求的系统确实存在，起源于质量非常不同的双星。
并且这两个物体在接近的最后阶段所追踪的轨道可能与黑洞对中看到的轨道非常不同。 在中子星-黑洞案例中，质量更大的黑洞会在旋转时扭曲周围的空间。“中子星将在球形轨道而不是准圆形轨道中旋转，”Sathyaprakash 说。 因此，“中子星-黑洞系统可以成为更强大的广义相对论试验台，”他说。
此外，引力波和天文学家的伴随观测可以揭示合并前最后阶段发生的事情。 当潮汐力撕裂中子星时，它们可以帮助天体物理学家解决一个长期存在的谜团：这些超致密物体内部的物质处于什么状态。
LIGO-Virgo 合作组织于 4 月 1 日开始了当前的观测运行，并预计每周会看到大约一次黑洞合并，每月一次中子星合并。 到目前为止，这些预测已经实现——天文台本月也看到了几次黑洞合并。“这真是太神奇了，”卡斯利瓦尔说。“宇宙太奇妙了。”
本文经许可转载，并于2019 年 4 月 26 日首次发布。