美国激光干涉引力波天文台(LIGO)公布，科学家首次观测到黑洞吞噬中子星的引力波爆发事件。更加神奇的是，这种剧烈的合并事件仅仅在十天后又在宇宙另一个区域再次发生。
示意图(Credit: Dana Berry/NASA)这项新观测揭示了宇宙中天体重组的剧烈变化。黑洞是一种非常极端的天体，其引力之强以至于光都无法从中逃脱，因此它不会发光或者反射光，看起来就是一片漆黑的区域，所以被称为黑洞。而中子星也是一种极端天体。它往往是巨大恒星在生命结束时爆炸所残留的遗骸，密度极高。这种星体完全由中子组成，仅仅一立方厘米的物质就可以重达十几亿吨。可以想像，这么极端的两种天体一旦合并，会造成多么剧烈的变化。而这种变化最直接的体现就是引力波。引力波是时空的涟漪。像黑洞和中子星这样的极端天体会对周围的时空造成影响。而当黑洞吞噬中子星时，就会造成强力的时空震荡。这种震荡会以引力波的形式在宇宙中传播，如果它恰好经过地球，就会被引力波天文台发现。根据本周二(2021年6月29日)发表在《天体物理学杂志快报》上的论文，两次黑洞吞噬中子星的引力波信号于2020年1月首次被发现。这为科学家提供了全新的视角来看待这种前所未见的宇宙大灾变。
黑洞吞噬中子星示意图 。（示意图）“这是首次探测到黑洞和中子星之间的合并。”西北大学研究生、论文合著者之一的蔡斯·金博尔(Chase Kimball)说，“简单来说，黑洞吃掉了中子星，变得更胖了。”天文学家此前曾观察到黑洞合并以及中子星对撞，但从未见过黑洞吞噬中子星。“我们长期以来一直认为它们存在，但这是第一次直接确认，它将有助于微调关于我们宇宙中双星系统以及它们如何相互作用的未来天体物理模型。”金博尔说。合并事件和随之而来的引力波提供了一个罕见的观测机会，像黑洞中子星合并这样的灾难性的宇宙爆炸如何影响时空的膨胀和收缩。这是引力波天文学这个新生领域以前从未见过的观察结果。“这只是时间问题。”路易斯安那州立大学的加布里埃拉·冈萨雷斯(Gabriela González)教授说。她解释说，最终会看到类似这样的事件。但令人惊讶的是，两次观测仅仅间隔十天。2020年1月5日，LIGO与意大利的引力波探测器Virgo合作，探测到第一个与距离地球约9亿光年的黑洞中子星合并事件。而第二个引力波是在距离地球更远的地方探测到的，发生于2020年1月15日。由于黑洞似乎几乎立即吞没了中子星，金博尔说，天体物理学家需要更多地观察这种“罕见”的耦合，以了解更多关于它的特征。
“根据我们所知道的，我们非常确定，对于这些特定的系统，中子星会在不发出任何光的情况下坠入黑洞，不会被撕成碎片。”西北大学的博士后玛雅·菲什巴赫(Maya Fishbach)说，“我希望有更多的事件让我们看到来自同一合并事件的引力波和光波，这真的很令人兴奋。”“它们是如何旋转的?中子星究竟有多大?为什么我们从未在银河系中观察到这一点?”金博尔说，“还有很多东西要学。”
