《天體物理學雜誌》：天文學家在探測到39次新的宇宙碰撞事件後探究黑洞起源

2020-10-30 科普百分百

《天體物理學雜誌》：天文學家在探測到39次新的宇宙碰撞事件後探究黑洞起源

（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：外媒CNET報導，由黑洞和中子星之間的大規模碰撞引起的引力波事件的數量已經增加了四倍。在一組新論文中，來自LIGO和Virgo合作項目的研究人員編目了39個「新 」事件，這是自2015年LIGO和Virgo引力波探測器開啟以來已經檢測到的11個事件的基礎上增加的。

引力波是由黑洞和其他極端宇宙現象之間的碰撞引起的時空漣漪。當巨大的宇宙體合併時，它們會釋放出異常巨大的能量。最終，這種引力波會被美國（LIGO）和義大利（Virgo）的探測器探測到。引力波探測徹底改變了觀察宇宙的方式，幫助科學家了解太空中一些最神秘的天體。

周三公布的新目錄被稱為GWTC-2，共有50個事件，包括黑洞合併、中子星合併，以及可能發生的黑洞和中子星之間的碰撞。2019年4月1日至9月30日期間，在LIGO和Virgo設施進行了一系列升級，提高了它們的靈敏度之後，有39個事件被檢測到。

目錄更新包括一些有史以來檢測到的最極端的宇宙碰撞，包括9月份揭示的有史以來最大規模的兩個黑洞合併事件，它創造了一個質量約是太陽150倍的黑洞。

但合併天體讓研究引力波的天文學家們興奮不已，因為它給他們提供了大量新的數據，用這些數據來探究這些極端宇宙碰撞的本質。

澳大利亞墨爾本莫納什大學的天體物理學家、澳大利亞研究引力波的研究中心OzGrav的首席研究員Eric Thrane解釋說：「這有點像發現一塊禽龍骨頭和發現數百塊禽龍化石之間的區別。」

在一篇提交給《天體物理學雜誌》（Astrophysical Journal Letters）的新預印論文中，該合作研究了50個事件中的47個，並分析了黑洞合併的物理特性。

「黑洞是迷人的物體，因為它們非常簡單，」Thrane說。「它們只有兩個數字來描述它們：它們的質量和它們的自旋。」

黑洞的自旋可以通過引力波信號來確定。這為科學家們提供了一個窗口，了解黑洞如何在深空相遇並落入對方，揭示它們是如何相遇的。

黑洞是由巨大的恆星向自身坍縮時產生的。有時，兩顆恆星以所謂的「雙星系統 」的形式，彼此環繞對方運行了數個世紀。隨著時間的推移, 它們失去了質量，最終死亡，塌縮形成黑洞。但它們繼續互相繞行，直到它們相撞形成一個更大的黑洞。在這種情況下，黑洞的自旋並沒有改變--它指向同一個方向。

另一方面，如果黑洞一直在密密麻麻的恆星群中遊蕩，獨自一人，然後互相碰撞，理論上認為這會擾亂它們的自旋。「當這種情況發生時，你會期望自旋會指向不同的方向，」Thrane說。「我們正在了解黑洞來自哪裡的起源（以及）它們如何聚集在一起並合併。」

LIGO和Virgo運行的最後一次觀測O3b發生在2019年11月1日至2020年3月27日之間，然後由於新冠大流行而停止。目前正在對這一時期的數據進行分析，並將擴大引力波事件的目錄，再次進一步加深我們對極端宇宙碰撞的理解。

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