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去年,科学家在六个月内发现了39个新的引力波事件

大约五年前,人类还没有发现引力波。现在,观察正在以惊人的速度涌入。去年六个月的时间里,LIGO与室女座干涉仪(Virgo interferometer)的合作平均每周探测到1.5次引力波事件。

去年,科学家在六个月内发现了39个新的引力波事件

从2019年4月1日至10月1日,升级后的LIGO和与室女座干涉仪(Virgo interferometer)检测到39个新的引力波事件:由于中子星或黑洞之间的巨大碰撞,冲击波在整个时空荡漾。总体而言,引力波瞬态目录2(GWTC-2)现在拥有50个此类事件。

这为我们提供了工具包中最完整的黑洞普查,它代表了一系列黑洞,这些黑洞不仅从未被发现过,而且可以揭示出以前未观测到的双星恒星的演化和余生。

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LIGO科学合作组织(LSC)成员的西北大学的天文学家克里斯托弗·贝利说:“引力波天文学是革命性的,向我们揭示了黑洞和中子星的隐性生命。”

“在短短五年内,我们已经从不知道存在双黑洞发展到拥有40多个记录。第三次观测活动产生的发现比以往任何时候都多。将它们与早期的发现相结合,描绘了宇宙丰富多样双星系统的美丽画面。”

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您已经听说过这次观察中的一些新发现:

GW 190412(引力波事件以其发现日期命名)是第一次黑洞碰撞,其中两个黑洞的质量完全不匹配;先前检测到的所有其他黑洞碰撞都涉及或多或少地等质量双星系统。GW 190425被认为是来自两颗中子星之间的碰撞,只有第二颗被发现(第一颗是在2017年8月)。GW 190521最终证实,恒星质量的超大质量庞然大物之间存在着难以捉摸的“中等重量级”黑洞。GW 190814是第一次碰撞,该碰撞涉及中子星和黑洞之间“质量间隙”中的一个物体。

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西北大学和LSC的天文学家玛雅·菲什巴赫(Maya Fishbach)表示:“到目前为止,LIGO和室女座干涉仪的第三次观测已经产生了许多惊喜。”

“在第二次观测之后,我以为我们已经看到了双黑洞的全部光谱,但是黑洞的景象比我想象的要丰富得多,而且变化多端。我很高兴看到未来的观测将教给我们什么。”

GW 190426_152155和GW 190924_021846这两个事件非常出色。是的,这些名称更长:随着我们检测到越来越多的事件,日期可能不足以区分它们,因此新的命名约定是在UTC中包含时间。

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“我们的新发现之一,GW 190426_152155,可能是一个大约有六个太阳质量的黑洞与一个中子星的合并。不幸的是,该信号相当微弱,所以我们不能完全确定,”德国波茨坦阿尔伯特·爱因斯坦研究所的天文学家塞尔盖·奥索金说。

“ GW 190924_021846当然是我们迄今为止所见的两个最轻微的黑洞的合并。一个合并的质量为六个太阳,另一个合并的质量为九个太阳。有合并的信号来自重量较小的物体,例如GW 190814,但我们不确定这些是不是黑洞。”

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在四篇预印论文中有描述了新的黑洞和中子星合并现象。

第一篇论文分类了39个新事件。第二篇论文重建了在整个GWTC-2目录中发现的47个合并事件的质量和自旋分布,并估计了黑洞和中子星碰撞的速率。第三篇论文艰苦地寻找与合并事件相关的伽马射线爆发(没有发现)。第四篇论文根据广义相对论的预测评估数据;剧透,广义相对论完全成立。

总体而言,新的合并事件集合不仅仅是研究冲突的一种方式。它为我们提供了一种直接研究黑洞的方法,黑洞由于不发出可检测的辐射,因此很难探测。

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多亏了引力波,我们对这些天体的了解比一年前要多得多。从这里开始像滚雪球一样,我们会更多发现引力波事件。

贝瑞说:“合并黑洞和中子星双星是一个独特的实验室。”

去年,科学家在六个月内发现了39个新的引力波事件

“我们可以用它们来研究引力——迄今为止爱因斯坦的广义相对论已经通过了每一次测试——以及大质量恒星如何生活的天体物理学。LIGO和室女座干涉仪(Virgo interferometer)改变了我们观察这些双星的能力,并且随着探测器的改进,发现的速度只会加快。”

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