引力波觀測袋包括四個黑洞碰撞

對來自LIGO和處女座的數據進行重新分析後,引力波檢測的數量達到了11個,其中包括迄今為止發現的最遙遠,最強大的黑洞合併。

引力波觀測袋包括四個黑洞碰撞

大約50億年前,在遙遠的星系中,兩個巨大的黑洞,重達34和51太陽質量,坍塌併合併成一個80太陽質量的怪物。這場戲劇性事件以強大的引力波的形式釋放出5個太陽質量的能量,以光速在太空中傳播。2017年7月29日,這些微小的時空漣漪 - 一個世紀以前由阿爾伯特愛因斯坦預測 - 到達地球,在那裡它們被人類製造的最精確的測量裝置探測到。

GW170729作為引力波信號,是兩個美國LIGO探測器(激光干涉引力波天文臺)和意大利處女座探測器現有觀測中探測到的四個新事件中最遙遠,最強大的。在2015年和2017年的前兩次觀測中,LIGO發現了其他七項活動,其中兩項活動也是處女座在2017年8月的3.5周內“感覺到”,當時歐洲儀器與LIGO並行運行。對所有可用數據進行全面的重新分析,於11月1日在馬里蘭州舉行的引力波會議上進行,並在天文預印本網站arXiv.org上在線發佈。 11月30日,又發現了另外四個事件,總數達到11個。其他三個新的被指定為GW170809,GW170818和GW170823。

根據撰寫發現論文的團隊的聯合主席Patricia Schmidt(荷蘭Radboud大學)所說,新發現有助於描述二元黑洞的種群屬性及其碰撞和合並的頻率。特別是,天文學家渴望更多地瞭解恆星質量黑洞的質量分佈 - 超新星爆發的剩餘物。例如,GW170729帶來了一些神秘感,因為現有的恆星演化模型難以產生超過50太陽質量的黑洞。

物理學家Jo van den Brand(阿姆斯特丹荷蘭國家亞原子物理研究所)是歐洲處女座合作的發言人,他說,隨著這些新發現,最初的觀測運動的收穫可能尚未完成。除了四項具有統計意義的新發現之外,LIGO / Virgo Collaboration還公佈了14個“邊際事件候選人”名單,並且在2019年2月,所有數據都將公開發布。“外部團體也可能會對數據感興趣,”van den Brand說。

在一篇配套論文中,該團隊使用現有的觀察結果表明,二元黑洞的合併率每年每立方千兆(每年3.5 x 10 28立方光年)10到100次合併,並且這個數字隨著增加而增加紅移(距離) - 正是你所期望的,因為過去的宇宙恆星形成率遠遠高於現在。

目前,所有三個引力波探測器正在升級,以進行新的同步觀測運行。LIGO執行董事David Reitze(加州理工學院)表示,“隨著LIGO和Virgo在2019年3月下旬恢復觀察,我們無疑會發現更多的二元黑洞併購。” 鑑於儀器靈敏度的提高,科學家們預計平均每週至少會發現一次事件。正如LIGO發言人David Shoemaker(麻省理工學院)所說,“這是一個令人難以置信的激動人心的時刻。”

引力波觀測袋包括四個黑洞碰撞

該圖顯示了LIGO / Virgo(藍色)檢測到的所有十個黑洞合併的質量。還示出了具有已知質量(黃色


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