中子星碰撞是否会产生黑洞？中子星和黑洞都是宇宙中最神秘的天体

2017年8月科学家首次发现了由两颗被称为中子星的超致密“恒星尸体”合并产生的引力波。天文学家强调这一具有里程碑意义的发现是理解宇宙的重要一步。当时，科学家们认为这一被官方正式归类为GW170817的重大事件，可能会产生一个黑洞：而一项新的分析结果支持了这一假设。在这项新研究中，研究人员分析了美国宇航局钱德拉x射线天文台收集的数据。在激光干涉引力波天文台(LIGO)项目探测到引力波后，阿尔伯特·爱因斯坦在一个世纪前首次预言了引力波在时空中的涟漪。

由两颗中子星撞击而成的黑洞GW170817概念图。图片：NASA/CXC/M.Weiss

博科园-科学科普：LIGO的数据显示，由中子星合并而成的天体大约是太阳质量的2.7倍。因此，研究人员说：它要么是迄今为止发现质量最低的黑洞，要么是质量最大的中子星。但研究团队将其资金投入到黑洞研究解释中，研究人员说：如果这两颗中子星相撞，形成一颗更重的中子星，那么产生的物体很可能有一个强大的磁场，产生明亮的x射线辐射，然而钱德拉的观测显示x射线水平较低。德克萨斯大学奥斯汀分校的帕万·库马尔在一份声明中说：我们可能已经回答了这个令人眼花缭乱事件中最基本的问题之一：它是什么东西？

图是GW170817概念图，这是2017年8月探测到引力波的双中子星碰撞。图片： (above) Illustration: NASA/CXC/M. Weiss; (below) NASA/CXC/Trinity University/D. Pooley et al.

天文学家长期以来一直怀疑中子星的合并会形成一个黑洞并产生辐射爆发，但迄今为止还缺乏强有力的证据证明这一点。如果这一假设得到证实，它可能会揭示宇宙中最黑暗的物体——黑洞（已知最轻黑洞的质量至少是太阳质量的4到5倍）。研究小组成员说，并非所有的黑洞都以同样的方式形成，但这颗超低质量的黑洞在两次超新星爆炸后形成，使两颗中子星处于足够近的轨道上，受到重力波辐射有助于它们碰撞——这是一段奇怪而复杂的旅程。如果天文学家确定GW170817产生了一颗巨大的中子星，那将是非常有趣的。研究人员说，这样的结果将挑战关于这些奇异物体的结构和形成理论。

数值模拟描述了两个螺旋合并的中子星，高密度(中子星的内部)以蓝色表示，而较低的密度(中子星的外壳)以红色表示。图片：T .Dietrich/S. Ossokine/H. Pfeiffer/A. Buonanno/Max Planck Institute for Gravitational Physics/BAM collaboration

该研究的作者之一、德克萨斯大学的j·克雷格·惠勒(J. Craig Wheeler)在声明中说：GW170817是一个持续不断的天文现象，我们从这一事件中学到了很多关于密度最大的已知天体的天体物理学知识。研究报告的共同作者、加州大学伯克利分校的布鲁斯·格劳桑(Bruce Grossan)也表达了类似的观点：在我职业生涯的开始，天文学家只能观测到我们星系中的中子星和黑洞，而现在我们正在观察这些来自宇宙的奇异恒星，活着是多么令人兴奋的时刻啊，看到像LIGO和Chandra这样的“乐器”向我们展示了大自然所提供许多令人激动的东西！这项新研究发表在《天体物理学快报》上。

博科园-科学科普｜文：Chelsea Gohd/Space