宇宙物理：黑洞與中子星相遇，是將其吃掉還是被撐死？科學(xué)家已拍到真實(shí)場(chǎng)景

宇宙中有很多恒星級(jí)黑洞，也有很多中子星，它們都是大質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆發(fā)之后形成的，很多朋友好奇這兩種天體碰到一起會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，是黑洞吃了中子星呢？還是中子星撐死了黑洞呢？

不用猜了，宇宙中已經(jīng)出現(xiàn)了活生生的答案：6月29日，國(guó)際權(quán)威天文學(xué)期刊《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》發(fā)表了一篇相關(guān)論文，一個(gè)來(lái)自美國(guó)、歐洲和日本的天文學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在去年利用美國(guó)的激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和意大利的處女座引力波天文臺(tái)（Virgo）探測(cè)到了兩個(gè)引力波事件，都屬于黑洞和中子星碰撞的引力沖擊波，而兩者相遇的結(jié)果就是合并成為質(zhì)量更大的黑洞。

這兩個(gè)引力波事件編號(hào)為GW200105和GW200115，分別發(fā)生在2020年1月5日和15日，距離我們?cè)?億~10億光年之外，發(fā)生的時(shí)間距離現(xiàn)在都已經(jīng)超過(guò)10億了，研究者們?cè)谟^察它們的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)其存在一種“混合型”新系統(tǒng)——每一個(gè)都是由一顆中子星和一個(gè)黑洞組成的。

其中GW200105是一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)9倍的黑洞和一顆質(zhì)量約為太陽(yáng)2倍的中子星的合并事件；而GW200115則是一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)6倍的黑洞和一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)1.5倍的中子星的合并事件。

很多朋友可能會(huì)好奇，10億光年外的兩個(gè)天體碰撞，或者說(shuō)10億年前的兩個(gè)天體發(fā)生的碰撞，它們的引力波怎么能到現(xiàn)在才能被我們接收呢？這是因?yàn)楹诙春椭凶有桥c我們的距離足夠遠(yuǎn)，正好遠(yuǎn)到了需要引力波跑10億年的距離上，引力波的速度和光速一樣，所以大致也可以說(shuō)它們是處在10億光年之外。

黑洞和中子星都屬于大自然天體，它們撞擊在一起時(shí)，會(huì)爆發(fā)出極其巨大的能量，瞬間改變所處的時(shí)空結(jié)構(gòu)，形成“宇宙回聲”一樣的引力波，并且以波的形式向外傳播，從本質(zhì)上說(shuō)，它是物質(zhì)和能量的劇烈運(yùn)動(dòng)和變化所產(chǎn)生的一種能量波，也是時(shí)空震蕩的產(chǎn)物，又被叫做時(shí)空漣漪，傳播的過(guò)程中能量衰減很少，所以能傳播很遠(yuǎn)的距離。

該研究的主導(dǎo)者，澳大利亞國(guó)立大學(xué)物理學(xué)院教授蘇珊·斯科特稱，造成這兩次引力波事件的黑洞和中子線的質(zhì)量都很大，但很明顯黑洞的引力更強(qiáng)，實(shí)際上它的密度也更高，引力更強(qiáng)大，可以將靠近它的物質(zhì)撕碎并吞噬，所以雖然中子星質(zhì)量很大，物質(zhì)非常致密（每立方厘米的中子星物質(zhì)質(zhì)量在8,000萬(wàn)到20億噸之間），但是在黑洞面前，想叫板還是不夠格的，遇見(jiàn)黑洞只有被吃的份兒，即便黑洞的質(zhì)量比中子星小也是一樣的。斯科特形象地稱，黑洞吞噬它的伴星中子星，就像“吃豆人”一樣。

這兩次引力波事件被天文學(xué)家們認(rèn)為是國(guó)際天文學(xué)界首次確認(rèn)觀測(cè)到來(lái)自黑洞和中子星碰撞的引力波。之前雖然也有不少類似的發(fā)現(xiàn)，但都無(wú)法確定是中子星遇到了黑洞，比如2019年探測(cè)到的兩個(gè)引力波事件GW190814和GW190426就無(wú)法確定，不過(guò)2015年發(fā)現(xiàn)的GW150914被確認(rèn)為是首次發(fā)現(xiàn)了雙黑洞合并事件，而2017年發(fā)現(xiàn)的GW170817則讓人類探測(cè)到了雙中子星合并事件。

目前人類通過(guò)引力波確認(rèn)的黑洞數(shù)量已經(jīng)超越了通過(guò)其他觀測(cè)手段所發(fā)現(xiàn)的黑洞的數(shù)量，而且可以憑借這種方法發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞。這種方式還被天文學(xué)家們認(rèn)為有助于揭開(kāi)宇宙中物質(zhì)的構(gòu)成、空間和時(shí)間的運(yùn)作等奧秘。