1月14日,天文學家探測到瞬間爆發的引力波,即時空中的扭曲。這次神祕的宇宙事件在上週可能略微拉伸和擠壓了我們的星球。但是研究人員不知道這次爆炸是從哪裡來的。甚至有人懷疑這可能意味著人類觀測到的最大和最亮的恆星要發生超新星爆炸。
鐳射干涉儀引力波天文臺(LIGO)和處女座干涉儀接收到的引力波訊號只持續了14毫秒,天文學家還無法確定爆發的原因或確定它是否只是探測器的誤差。引力波可以由大品質物體的碰撞引起,例如兩個黑洞或兩顆中子星。天文學家在2017年和2019年4月的一次中子星碰撞中探測到了這樣的引力波。
但是,洛斯卡姆雷斯天文臺全球望遠鏡網路的工作人員、加州大學聖巴巴拉分校物理學兼職教員安迪·豪厄爾表示,如此大品質物體碰撞產生的引力波通常持續時間更長,在資料中表現為一系列波,隨著兩個軌道物體相互靠近,這些波的頻率會發生變化。而上週新的訊號不是一系列的引力波,而是一次爆發。一種更有可能的可能性是,這種短暫的引力波爆發來自更短暫的事件,如超新星爆炸,這是恆星生命的災難性終結。
事實上,一些天文學家推測,這可能是參宿四恆星發出的訊號,該恆星最近神祕地變暗了,預計將經歷一次超新星爆炸。參宿四大約在425到650光年之外,據估計該恆星體積大約是太陽的300多萬倍,亮度大約是太陽的14000倍(上圖下方最左面的小點是太陽,上面就是參宿四)。這顆半規則的變星週期性地變暗,從每430天一次到每六年一次不等。參宿四這種暗淡是史無前例的,並引發了人們的猜測,即這個天體很可能處於生命週期的末期,準備在一場超新星的爆炸中死亡。
一旦發生這種情況,參宿四將會像滿月一樣明亮,並且在白天可以看到。這將是21世紀最壯觀的天文現象。最壯觀的是,超新星爆發形成巨大的衝擊波,足以跨越4光年以上。隨後逐漸冷卻形成絕美的超新星遺蹟。此外,宇宙中重元素的產生都是超新星爆發的結果。
但現在參宿四恆星還在那裡,所以情況不是這樣。麻省理工學院物理學教授薩爾沃·維塔萊認為,探測到的波來自參宿四的方向,但不一定來自恆星本身。也沒有中微子從恆星中釋放出來,這才是典型的超新星爆發之前的預兆。另一種可能性是兩個中等品質黑洞的合併導致了這個訊號的產生。合併的中子星產生的波,比這個新訊號持續的時間更長(大約30秒),而合併的黑洞產生的引力波,可能更接近於短促爆發(持續大約幾秒)。然而,中間的黑洞合併也可能釋放一系列頻率變化的波。
也有可能這個訊號只是探測器資料中的噪聲。但這次引力波爆發是由三個LIGO探測器發現的:一個在華盛頓州,一個在路易斯安那州,一個在義大利。三個探測器全部偶然發現這個假警報的概率是每25.84年一次。對於這場神祕的爆發,也可能有其他的解釋。例如,一顆超新星可能直接塌縮成黑洞,而不產生中微子,儘管這種情況是非常有推測性的。天文學家現在正將他們的望遠鏡對準那個區域,試圖確定波源。