十天内两次引力波事件，科学家们猜中了结果，却不知道从何而来

大家知道，大质量恒星在生命周期的末期，随着内核发生核聚变的强度逐渐减弱，外层物质会发生剧烈的坍缩，然后猛烈冲击恒星的内核，产生高强度的反弹激波，从而形成超新星爆发现象，伴随着大量恒星组成物质向宇宙空间中抛洒，以及新形成的物质大批量生成，恒星最终将坍缩成中子星或者黑洞。

引力波暴露了黑洞吞噬中子星

在爱因斯坦的广义相对论中，引力被形容为时空的一种弯曲效应，质量越大的物体，对周围时空的弯曲程度贡献就越大。而当一个物体，特别是大质量的物体，在特定的时空中运动发生变化时，就会引发时空曲率的变化，并且以波的形式以光速向外传播，这种效应被称为引力波。

在爱因斯坦预言引力波存在之后的100多年时间里，科学家一直在努力寻找引力波存在的证据。近年来，科学家们利用美国激光干涉引力波天文台(LIGO)、我国架设在昆仑站的南极巡天望远镜AST3-2、意大利比萨附近的VIRGO、欧洲的空间引力波项目eLISA(演化激光干涉空间天线)等等，均发现了引力波存在的有力证据，这其中包括双黑洞合并以及中子星合并过程中所产生的时空“涟漪”。

然而，黑洞与中子星的混合碰撞，一直都是大质量、致密天体合并家族图景中，最难以捉摸的“缺失”部分。幸运的是，科学家们利用LIGO 和 Virgo 探测，于2020年监测到了两个全新的引力波事件。经研究发现，这两次引力波事件的产生，来源于距离地球9亿光年之外的两个星系中，而且都是由黑洞吞噬其伴星－中子星的结果。此次特殊的引力波探测，为遥远的、稀有的双星系统起源、发展以及合并演化等方面的研究，提供了难得的“素材”和第一手资料。

十天之内的两次大事件

来自LIGO和VIRGO团队的研究人员，分别于2020 年 1 月 5 日和 2020 年 1 月 15 日的10天间隔期，发现了两次引力波大事件，后来被命名为GW200105 和 GW200115。

在长期的天文观测和相关研究中，科学家们建立并不断完善关于大质量恒星演化、黑洞和其它大质量天体合并演化的相关模型，而监测演化和合并过程中的相互融合速率，则是判断引力波来源的最根本途径。

2020年1月5日，LIGO率先侦测到来自 GW200105 的强信号，天文学家根据引力波特性，判断这是由一个9倍太阳质量的黑洞与另外1.9倍太阳质量的致密天体碰撞所引发的，后来得出的结论显示，这个致密天体是一颗位于9亿光年之外的中子星，所以这次黑洞吞噬中子星事件，足足发生在至少9亿前的远古时期。

2020年1月15日，在探测到GW200105引力波仅10天后，LIGO和 Virgo 仪器都探测到了GW200115。经科学家们研究判断，这次引力波的产生，来源于一颗6倍太阳质量的黑洞与一个1.5倍太阳质量的中子星合并所产生，这颗中子星距离地球大约10亿光年，说明这次吞噬事件发生的时间，要比10天前发现的更为“古老”。

到底发生在哪里？

如果要相对精确地确认引力波的来源位置，那么就需要相隔较远的探测器，均探测到引力波的信息特征后，才可以利用模型进行计算得出结论。然而，在探测到这稍纵即逝的引力波信号时，均只有一个探测器探测的信号很强，而其它探测器探测的信号过于“安静”，所以，要想锁定引力波的起源位置，现在看还做不到。

由于这两个事件，是全球首次对黑洞与中子星合并产生的引力波进行可靠的观测，通过观测的结果，科学家们判断，在距离地球10亿光年之内的这片广袤的区域内，每个月差不多都会发生一次类似这样的“吞噬”事件，只不过很多都无法被探测到而已。

通过这两次引力波探测结果，科学家虽然不能精确锁定其起源位置，但是相关数据也让科学家们缩小了范围，比如GW200105潜在的位置，缩小到整个天空的17%左右，相当于3.4万个满月所覆盖的区域；而GW200115的起源方向，可能相当于2900个满月覆盖的位置。

在缩小的范围内，科学家们进一步列出了起源地的可能性，主要包括三种，一是恒星双星系统，二是包含很多年轻星团的致密恒星环境，三是在巨大星系的中心区域。目前，该研究团队，正在为2022年夏季开展新一轮探测活动做相关准备工作。

广袤的宇宙空间，充满着神秘和未知，而我们对之的探测，才逐渐拉开帷幕，黑洞吞噬中子星的事件，对于人类来说，是一种极端事件，但是对于宇宙来说，或许再平常不过。我们通过引力波这个看不见的“力量”，在未来将会为我们深入了解宇宙、发现宇宙发展演化的诸多规律，最终揭开宇宙种种谜团，提供可靠的支撑力量。