2017年，先進激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）首次探測到的引力波是一次中子星的并合，這大體符合天體物理學家的猜想情況。但是，2019 年第二次探測到的兩顆中子星的合并，它們的總質量卻是出乎意料的大。

近日，一項由哥本哈根大學尼爾斯玻爾研究所的天體物理學家Alejandro Vigna-Gomez領導的研究，揭示了被剝離的大質量恒星如何在爆炸過程中形成重質量中子星或輕型黑洞。同時，也解開了在2019年探測引力波時留下的謎題。

然而，中子星和黑洞等緊湊的天體通常很難研究，因為當它們穩定時，往往是不可見的，不會發出可檢測到的輻射。在這項新研究中，Alejandro和他的同事們專注于雙星系統中剝離出去的那顆恒星。研究人員使用詳細的恒星模型追蹤了它的演化過程，直至它爆炸成為超新星。

這顆剝離的恒星，也稱為氦星，它在一個有中子星伴星的雙星系統中。它一開始的質量是太陽的十倍，密度如很大，直徑卻比太陽小。其演化的最后階段是內核坍縮成超新星，根據最終的質量，它還會留下中子星或黑洞。

研究發現，當這顆氦星爆炸時，它的一些外層會迅速從雙星系統中彈出。然而，一些內層并沒有被彈出而最終落回到新形成的致密物體上。

吸積的物質數量取決于爆炸能量。能量越高，恒星能保持的質量就越小。對于質量是太陽十倍的氦星來說，如果爆炸能量低，就會形成一個黑洞。相反，如果能量高，它會保持較小的質量并形成中子星。

研究的另一個重要發現就是足夠大的氦星可以避免將質量轉移到中子星上。然而，對于質量較小的氦星，傳質過程可以將中子星轉變為快速旋轉的脈沖星。而且，銀河系中很可能存在大量未被發現的重質量中子星。

該研究論文題為“Fallback Supernova Assembly of Heavy Binary Neutron Stars and Light Black Hole-Neutron Star Pairs and the Common Stellar Ancestry of GW190425 and GW200115”，已發表在The Astrophysical Journal Letters上。

前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：https://www.eurekalert.org/news-releases/931040

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