更像是“砰”的一声而不是“啁啾”声:LIGO,室女座探测器跟踪来自最大规模黑洞合并的信号
689字
2020-09-05 08:43
9阅读
火星译客

两个黑洞或两颗中子星的双星合并产生的引力波在时空结构中荡漾,宇宙中充满了各种活动。

研究人员放大了引力波中探测到的可能是最大黑洞合并的信号。

​这项发现是由LIGO和室女座的科学家合作完成的,其中包括来自伯明翰大学引力波天文研究所的研究人员,研究结果发表在《物理评论快报》和《天体物理学杂志快报》上。

该报告称,GW190521信号于2019年5月21日在两台仪器的帮助下被观测到:美国国家科学基金会的激光干涉引力波天文台(LIGO),一对相同的4公里长的干涉仪;意大利的3公里长的探测器Virgo。

这次合并的结果标志着首次明显地发现了一个“中等质量”的黑洞,这个短暂的信号持续时间不到十分之一秒。

研究人员认为,它是由一个大约5亿秒之遥的源产生的,当时宇宙大约只有现在年龄的一半。

如果这是正确的,这个信号使它成为迄今为止探测到的最远的引力波源。

借助计算和建模工具,科学家团队认为GW190521是由双黑洞合并产生的,这被认为是迄今为止质量最大的一次,包括两个质量分别为太阳质量85和65倍的黑洞。

©美联社照片/ Andrew Harnik

激光干涉引力波天文台(LIGO)联合创始人基普·索恩(Kip Thorne)于2016年2月11日星期四在华盛顿国家新闻俱乐部的新闻发布会上对媒体成员讲话时,在激光干涉引力波天文台(LIGO)后面的一台监视器上显示了来自两个汇合的黑洞的引力波图像

合并的结果产生了一个质量更大的黑洞,大约有142个太阳质量。

随后释放的能量大约相当于8个太阳质量,以引力波的形式在宇宙中扩散。

“这看起来不太像啾啾声,这是我们通常探测到的,”室女座团队的成员、法国国家科学研究中心(CNRS)的研究员尼尔森·克里斯坦森(Nelson Christensen)说。

科学家将该信号与LIGO在2015年首次探测到的引力波进行了比较。

他说:“这更像是‘砰’的一声,这是LIGO和室女座观测到的质量最大的信号。”

所有在探测到信号之前观测到的黑洞要么是恒星质量的黑洞,要么是超大质量的黑洞。

美国宇航局的钱德拉x射线天文台和欧洲航天局的xmm -牛顿(XMM-Newton)的数据揭示了这一现象的起源:在距离地球2.5亿光年的星系中,一颗红巨星离一个超大质量黑洞太近了。该黑洞位于一个名为GSN 069的星系中,质量约为太阳的40万倍,处于超大质量黑洞的小端

令GW190521引人注目的是,它最后一个黑洞的质量是142个太阳质量,这是它第一个同类黑洞——介于恒星质量和超大质量黑洞之间的中等质量范围。

摇摆”黑洞

LIGO-Virgo团队还发现,如果他们的假设是正确的,并且信号是由两个黑洞合并产生的,那么它们的自旋轴是“不对称的”——不是与轨道角动量平行的。

“在这次不寻常的合并中,我们看到了黑洞可能在太空中翻滚的第一个迹象。引力波天文研究所讲师帕特丽夏·施密特博士说:“未来的观测肯定会对这一现象有更多的解释。”

在谈到这些发现对天体物理学的影响时,美国国家科学基金会(National Science Foundation)引力物理学项目主管佩德罗·马尔罗内蒂(Pedro Marronetti)说:

“LIGO再次让我们惊讶,不仅发现了难以解释大小的黑洞,而且使用了不是专门为恒星合并而设计的技术……这……展示了该仪器探测来自完全不可预见的天体物理事件的信号的能力。”

0 条评论
评论不能为空