天文学家在大规模差距中找到神秘的对象 - “我们一直在等几十年来解决这个神秘面纱！”

2019年8月，LIGO-处女座引力波网络目睹了一个黑洞的合并，该黑洞的质量是太阳质量的23倍，而一个神秘物体是太阳质量的2.6倍。科学家们不知道该神秘物体是中子星还是黑洞，但是无论哪种方式，它都创下了已知的最重中子星或最轻的黑洞的记录。

当最巨大的恒星死亡时，他们在自己的重力下崩溃并留下黑洞;当星星有点不那么巨大的死亡时，他们在超新星爆炸并留下了叫中子恒星的星星的密集，死亡残余。几十年来，天文学家已经被中子恒星和黑洞之间的差距困惑：最重的已知中子星不超过我们太阳的质量的2.5倍，或者2.5太阳能质量，最轻的已知的黑洞约为5太阳能群众。仍然存在的问题：在这个所谓的群众差距中有什么谎言吗？

现在，在国家科学基金会的激光干涉仪引力波天文台（Ligo）和欧洲的处女座探测器的新研究中，科学家们宣布发现了一个2.6太阳能群体的物体，将其牢固地放在群众差距中。该物体于2019年8月14日被发现，当时它与23个太阳质量的黑洞合并，产生了LIGO和处女座在地球上发现的引力波飞溅。关于检测的纸张已被接受在天体神话杂志上的出版物。

“我们一直在等待几十年来解决这个谜团，”西北大学教授Co-Author Vicky Kalogera Co-Author Kalogera表示。“我们不知道这个对象是否是最着名的中子星，或最轻的已知的黑洞，但是它破坏了记录。”

此图显示了通过电磁观测（紫色）检测到的黑洞的质量（紫色），通过重力波观测（蓝色）测量的黑洞的质量，通过电磁观测（黄色）测量的中子星和通过重力波检测的中子星（橙色） ）。GW190814在图形的中间突出显示为黑洞和神秘物体的合并，其质量约为太阳质量的2.6倍。

“这将改变科学家如何谈论中子恒星和黑洞，”威斯康星大学教授，密尔沃基大学教授和利戈科学协作发言人。“群众差距可能根本不存在，而是可能是由于观察能力的限制。时间和更多的观察会告诉。“

该研究中描述的宇宙合并，即GW190814事件，导致了最终的黑洞，其质量约为太阳质量的25倍（合并后的质量中的一些被转换为引力波形式的能量冲击波）。新近形成的黑洞距离地球约8亿光年。

在两个物体合并之前，它们的质量相差9倍，使之成为万有引力波事件中已知的最极端质量比。另一个最近报道称为GW190412的Ligo-Virgo事件，在两个黑洞之间发生，质量比为约4：1。

该图像仍然是来自两个黑洞的聚结的视频可视化，这是一种鼓起和合并的，发出引力波。一个黑洞比其他黑洞更多，两者都是非旋转的。高质量比放大发射信号中的重力波泛乐。产生的引力波信号与Ligo和Virgo引力波探测器2019年8月14日（GW190814）的观察结果一致。

“对于目前的理论模型而言，要形成如此大质量比的紧凑物体合并对是一项挑战，低质量伙伴位于质量间隙中。这一发现意味着这些事件比我们预测的更频繁地发生，使得这是一个非常有趣的低质量对象，“Kalogera解释道。“这个神秘的物体可能是一个中子星与一个黑洞合并，这是理论上预期的令人兴奋的可能性，但尚未得到观测的证实。”但是，它的质量是我们太阳质量的2.6倍，超出了现代对中子星最大质量的预测，它可能是有史以来最轻的黑洞。

当LIGO和处女座的科学家发现这一合并时，他们立即向天文界发出了警报。跟踪了数十个地基和天基望远镜，以搜寻事件中产生的光波，但没有一个接收到任何信号。到目前为止，在称为GW170817的事件中，这种与重力波信号对应的光仅被看到一次。该事件由LIGO-Virgo网络于2017年8月发现，涉及两个中子星之间的激烈碰撞，随后由地球和太空中的数十个望远镜见证。中子星碰撞是一团乱七八糟的事情，物质朝四面八方抛出，因此有望发出光。相反，在大多数情况下，人们认为黑洞合并不会带来光明。

该图像仍然是来自两个黑洞的聚结的视频可视化，这是一种鼓起和合并的，发出引力波。一个黑洞比其他黑洞更多，两者都是非旋转的。高质量比放大发射信号中的重力波泛乐。产生的引力波信号与Ligo和Virgo引力波探测器2019年8月14日（GW190814）的观察结果一致。

据LIGO和处女座的科学家称，由于某些可能的原因，基于光的望远镜没有看到2019年8月的事件。首先，此事件距离2017年的合并交易相距六倍，因此更难拾取任何光信号。其次，如果碰撞涉及两个黑洞，则可能不会有任何光亮。第三，如果该物体实际上是中子星，那么它的质量为黑洞的伴侣的9倍可能就将其全部吞没了。一个被黑洞完全消耗掉的中子星不会发出任何光。

“我认为吃豆人会吃一点点，” Kalogera说。“当肿块高度不对称时，较小的中子星可以在一箱中食用。”

研究人员如何知道神秘物体是中子星还是黑洞？未来与利戈，处女座和可能其他望远镜的观察可能会捕获类似的事件，这有助于揭示额外的物体是否存在质量差距。

“这是第一次瞥见，这是一个全新的紧凑型物体人口的瞥一眼，”Ligo科学协作和加迪夫大学研究生的成员。“真正令人兴奋的是，这只是一开始。随着探测器越来越敏感，我们将观察更多这些信号，我们将能够确定宇宙中的中子恒星和黑洞的人群。“

“群众缺口几十年来一直是一个有趣的谜题，现在我们发现了一个恰好在它内部适合的物体，”国家科学基金会（NSF）的重力物理学计划总监Pedro Marronetti说。“在不违反我们对极其密集的理解或我们对星星的演变的了解的情况下，不能解释。该观察是引力波天文领域的变革潜力的另一个例子，为每一个新检测带来了新的洞察。“

有关此研究的更多信息：

参考：“ GW190814：由23个太阳质量黑洞与2.6个太阳质量致密物体合并而成的引力波”，作者：R。Abbott，TD Abbott，S。Abraham，F。Acernese，K。Ackley，C。Adams，RX Adhikari，VB Adya， C.Affeldt，M.Agathos，K.Agatsuma，N.Aggarwal，OD Aguiar，A.Aich，L.Aiello，A.Ain，P.Ajith，S.Akcay，G.Allen，A.Allocca，PA Altin， A.Amato，S.Anand，A.Ananyeva，SB Anderson，WG Anderson，SV Angelova，S.Ansoldi，S.Antier，S.Appert，K.Arai，MC Araya，JS Areeda，M.Arène，N.Arnaud ，SM Aronson，KG Arun，Y。Asali，S。Ascenzi，G。Ashton，SM Aston，P。Astone，F。Aubin，P。Aufmuth，K。AultONeal，C。Austin，V。Avendano，S。Babak， P.培根，F.Badaracco，MKM Bader，S.Bae，AM Baer，J.Baird，F.Baldaccini，G.Balladin，SW鲍尔默，A.Bals，A.Balsamo，G.Baltus，S.Banagiri，D 。Bankar，RS Bankar，JC Barayoga，C。Barbieri，BC Barish，D.Barker，K.Barkett，P.Barneo，F.Barone，B.Barr，L.Barsotti，M.Barsuglia和D.Barta J. Bartlett，I。Bartos，R。Bassiri，A。Basti，M。Bawaj，JC Bayley，M。Bazzan，B.Bécsy，M。Bejger，I。Belahcene，AS Bell，D.Beniwal，MG Benjamin， R. 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Cohadon，D.Cohen，M.Colleoni，CG Collette，C.Collins，M.Collpi，M.Constancio Jr.，L.Conti，SJ Cooper，P.Corban，TR Corbitt，I.Cordero-Carrión，S.Corezzi ，KR Corley，N. Cornish，D. Corre，A. Corsi，S. Cortese，CA Costa，R. Cotesta，MW Coughlin，SB Coughlin，J.-P。库伦（S.T. Countryman），库瓦雷斯（P. Cudell，TJ Cullen，A.Cumming，R.Cummings，L.Cunningham，E.Cuoco，M.Curylo，T.Dal Canton，G.Dálya，A.Dana，LM Daneshgaran-Bajastani，B.D'Angelo，SL Danilishin，S.D'Antonio，K.Danzmann，C.Darsow-Fromm，A.Dasgupta，LEH Datrier，V.Dattilo，I.Dave，M.Davier，GS Davies，D.Davis，EJ Daw，D.DeBra ，M. Deenadayalan，J. Degallaix，M. De Laurentis，S.Deléglise，M. Delfavero，N. De Lillo，W. Del Pozzo，LM DeMarchi，V.D'Emilio，N. Demos，T. 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10.3847 / 2041-8213 / ab960f