微型黑洞！我們可能首次發現了一個由碰撞中子星產生的小黑洞

令人難以置信的引力波事件給了我們碰撞中子星和碰撞中子星的圖片，這是一個天文上的禮物。看起來它給了我們另一項新的研究——有史以來質量最低的黑洞。

高質量合併產生的引力波在物體真正碰撞之前就開始了，所以當2017年8月GW170817發出信號時，世界各地所有可用的望遠鏡都轉向觀測1.3億光年之外發生的事情。

其中一個是NASA的錢德拉x射線天文台，它位於地球軌道的有利位置。它不僅捕捉到了事件本身。它繼續觀察GW170817在碰撞後的幾個月，收集x射線數據，以揭示在新創建的物體中發生的複雜動力學。

GW170817之前的引力波探測質量要大得多，發生在一對黑洞之間。這意味著這些碰撞產生的物體將是更大的黑洞。

但是對於GW170817，結果就不那麼確定了。這是因為中子星和黑洞都是高質量恆星生命周期的終點。

恆星的核心一旦與鐵結合，就會把質子和電子擠壓成中子和中微子。中微子逃逸了，但中子密度驚人地密集地聚集在一個直徑在10至20公里(6至12英里)的核中。

有理論認為，如果這個核心小於3個恆星質量，這個密度的壓強可以支持中子星。如果核心大於這個質量，它就會坍縮成一個黑洞。

涉及GW170817的中子星非常小，只有1.1顆和1.6顆恆星質量。當它們結合在一起時，它們創造了一個質量約為2.7倍的天體。

這低於三顆恆星的質量估計，但這是它變得棘手的地方。我們從來沒有觀察過比2.3倍質量的中子星，也沒有觀察過比3.7倍質量的恆星質量比5倍質量的黑洞，所以這些線在其中的位置仍然有點神秘。

這意味著GW170817可能是一顆非常大的中子星，也可能是一個非常小的黑洞——天文學家正傾向於後者。

「雖然中子星和黑洞是神秘的，但我們已經用錢德拉這樣的望遠鏡研究了宇宙中的許多，」德克薩斯州聖安東尼奧三一大學的天體物理學家戴夫·波利解釋道。

「這意味著我們有數據和理論來預測這些物體在x射線中的行為。」

x射線數據顯示，GW170817在事件發生後的第107天就已經變成了一個黑洞。

那是因為，如果它變成了一顆重中子星，它就會開始快速旋轉，產生一個非常強的磁場，而磁場反過來又會產生一個膨脹的氣泡，其中高能粒子會發出非常明亮的x射線輻射。

錢德拉探測到的亮度比這個場景中預期的要小几百倍。

在110天，物體變亮，160天再次變亮。這與團隊的發現是一致的。

德克薩斯大學奧斯汀分校的天文學家Pawan Kumar說:「我們可能已經回答了這個令人眼花繚亂的事件的一個最基本的問題:它是什麼東西?」

「天文學家長期以來一直懷疑中子星的合併會形成一個黑洞併產生輻射爆發，但迄今為止，我們還缺乏強有力的證據證明這一點。」

研究人員說，這種輻射很可能來自合併產生的衝擊波，當時它與先前從中子星噴射出來的周圍氣體發生碰撞。

如果裡面有一顆中子星，幾年後就會變得清晰——粒子的氣泡將超過減速的衝擊波，並發射x射線輻射。

但如果它是一個黑洞，正如預測的那樣，這是不會發生的——它會變得更弱。不管怎樣，該團隊對x射線數據的分析將為未來的觀測提供一個起點。

不管怎樣，這個物體將打破記錄，提供關於黑洞和中子星的新信息。

這項研究已經發表在《天體物理學雜誌快報》上。

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