当质量最大的恒星死亡时，它们会在自身引力作用下坍缩，留下黑洞;当质量稍小的恒星死亡时，它们会以超新星的形式爆炸，留下致密的、死亡的恒星残骸，即中子星。几十年来，天文学家一直对中子星和黑洞之间的差距感到困惑:已知最重的中子星质量不超过2.5倍太阳，即2.5倍太阳质量，而已知最轻的黑洞质量约为5倍太阳质量。问题是:在这个所谓的质量差距里有什么存在吗?
现在，美国国家科学基金会(nsfsf)的激光干涉引力波观测台(LIGO)和欧洲的室女座探测器在一项新研究中宣布，他们发现了一个质量相当于2.6个太阳的物体，将它牢牢地置于质量间隙中。该天体于2019年8月14日被发现，当时它与一个23倍太阳质量的黑洞合并，产生了引力波，引力波被LIGO和室女座在地球上探测到。今天，6月23日，一篇关于探测的论文发表在《天体物理学杂志通讯》上。
加州理工学院LIGO实验室的执行主任David Reitze说:“诸如此类的发现让人摸不着头脑。”"我们观测到了最大质量的中子星还是最轻质量的黑洞?认清这一大规模差距的真正本质;天体将需要更多的观测，但这些观测无疑将给我们以前无法到达的宇宙部分带来新的曙光
这将改变科学家们谈论中子星和黑洞的方式，合作者，密尔沃基威斯康辛大学教授，LIGO科学合作发言人Patrick Brady说。质量差实际上可能根本不存在，但可能是由于观测能力的限制。时间和更多的观察将会说明问题
该研究中描述的宇宙合并事件称为GW190814，最终形成了一个质量约为太阳25倍的黑洞(部分合并质量转化为以引力波形式产生的爆炸能量)。新形成的黑洞距离地球约8亿光年。
在这两个天体合并之前，它们的质量相差9倍，这是已知的引力波事件中最极端的质量比。最近报道的另一个lig -室女座黑洞事件名为GW190412，发生在两个质量比约为4:1的黑洞之间。
对于目前的理论模型来说，要形成具有如此大质量比、低质量搭档处于质量间隙中的致密物体对是一个挑战。西北大学教授、合著者Vicky Kalogera说，这一发现意味着这些事件发生的频率比我们预测的要频繁得多，这使得它成为一个非常有趣的低质量物体。这个神秘的物体可能是一颗中子星与一个黑洞合并，这在理论上是一种令人兴奋的可能性，但观测尚未证实。然而，它的质量是太阳的2.6倍，超过了现代预测的中子星的最大质量，可能是迄今为止发现的最轻的黑洞
当LIGO和室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。数十个地面和天基望远镜跟踪观测了这次事件产生的光波，但没有一个望远镜捕捉到任何信号。到目前为止，这种与引力波信号相对应的光只在一个名为GW170817的事件中出现过一次。2017年8月，LIGO-Virgo网络发现了这一事件，它涉及到两颗中子星之间的剧烈碰撞，随后地球上和太空中的数十台望远镜都观测到了这一事件。中子与恒星的碰撞是一件混乱的事情，物质向四面八方喷射，因此预计会发光。相反，在大多数情况下，黑洞合并被认为不会产生光。
根据LIGO和室女座科学家的说法，有几个可能的原因导致了2019年8月的事件没有被光学望远镜观测到。首先，这一事件的距离是2017年观测到的合并的6倍，这使得仪器更难接收到任何光信号。其次，如果碰撞涉及两个黑洞，它可能不会发出任何光。第三，如果一个物体真的是中子星，那么它质量比中子星大9倍的黑洞搭档可能会把它整个吞下去;被黑洞完全吞噬的中子星不会发出任何光。
“我想吃豆人吃了一个小点，”Kalogera说。当质量高度不对称时，较小的中子星可以一口吃掉
研究人员如何才能知道这个神秘物体是中子星还是黑洞呢?LIGO、室女座以及其他望远镜可能会捕捉到类似的事件，这将有助于揭示在质量间隙中是否存在其他物体。
"是LIGO科学合作小组的一名成员，同时也是卡迪夫大学的一名研究生，Charlie Hoy说:“这是我们第一次看到可能是一群全新的致密双星。”真正令人兴奋的是这仅仅是个开始。随着探测器变得越来越灵敏，我们将观察到更多这样的信号，我们将能够确定宇宙中子星和黑洞的数量
几十年来，质量缺口一直是一个令人感兴趣的谜题，而现在我们发现了一个正好可以嵌在里面的物体，美国国家科学基金会引力物理学项目主管佩德罗·马罗内蒂说。如果不违背我们对极高密度物质的理解，或者违背我们对恒星演化的了解，就无法解释这一点。这一观测结果是引力波天文学领域变革潜力的又一例证，引力波天文学的每一项新发现都会带来新的见解
关于LIGO和Virgo的更多信息:
LIGO由美国国家科学基金会资助，由加州理工学院和麻省理工学院运营，这两个学院构想了LIGO并领导了这个项目。美国国家科学基金会和德国(马克斯·普朗克协会)、英国(科学技术设施理事会)和澳大利亚(澳大利亚研究理事会- ozgrav)共同为先进LIGO项目提供了资金支持，并对该项目做出了重大承诺和贡献。来自世界各地的大约1300名科学家通过LIGO科学合作项目参与了这项工作，其中包括地球观测合作项目。其他合作伙伴的列表可以通过https://my.ligo.org/census.php获得。
Virgo合作项目目前由来自比利时、法国、德国、匈牙利、意大利、荷兰、波兰和西班牙等12个国家的106个研究所的550名成员组成。欧洲引力观测台(EGO)在意大利比萨附近安装了室女座探测器，由法国国家科学研究中心(CNRS)、意大利国家核子研究中心(INFN)和荷兰尼克夫研究所资助。Virgo协作小组的列表可以在http://public.virgo-gw.eu/the-virgo-collaboration/找到。更多信息请访问Virgo网站http://www.virgo-gw.eu。
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