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Ligo检测到第二个黑洞合并

15 Jun 2016 泰山委员会
螺旋舞:引力波从合并黑洞中摇摆

他们革命性的高跟鞋热门,首次直接观察到今年2月宣布的引力波,LIGO和Virgo合作已经确定了来自数据的数据中的第二次重力波事件 高级激光干涉仪重力波天文台 (aligo)在美国。观察是在26日制作的  2015年12月,在14日检测到第一引力波事件后三个月 September 2015.

引力波是空间织物中的涟漪–时间,以及第一次检测,这种最新信号由两个黑洞的碰撞产生。这次黑洞在14和8时称重 太阳能群体并合并形成一个单一的旋转21太阳能黑洞,约为1.4 十亿光年(440 MPC)离开。碰撞和随后的合并释放了大约一个太阳能的能量,其被辐射成重力波。

The so-called “Boxing Day event”正式被称为GW151226。 2015年10月,Ligo 录制了另一个可能的事件,称为LVT151012,这低于官方检测的阈值。因此,Ligo在观察的四个月内检测到了三个事件,因为它被升级到aligo。这使得重力浪潮天文学的时代,研究人员现在可以开始限制关于宇宙中黑洞人口的预测。

在今天举行的新闻发布会上 AAS会议 在圣地亚哥,利戈发言人 Gabriela Gonz.ález said “我们为这是引力波天文学的开始感到骄傲。它需要很多人,物理和工程来构建这些精致的乐器…并且它们非常清楚地检测到这些引力波。”

黑洞一大堆

事实上,利波从9月的第一次观察改变了宇宙的看法。 Ligo科学家们预计二元中子 - 星形并将是他们检测引力波的第一系统之一。迄今为止,这些合并尚未见过,而黑洞并购–这被认为是罕见的–相反,已检测到。

此外,观察到的合并具有所有涉及的恒星质量二进制黑洞。这是令人惊讶的,因为之前的理论表明,这种恒星大规模二进制文件根本不能形成,或者如果他们所做的话,距离宇宙的年龄差别太远。利奥’现在已经表明,相反的是真实的,二进制黑洞并购的速率高于预期– between six and 400 每年每年的立方体千兆帕尔斯克。

自9月的第一次活动以来,理论家一直在研究这样的二进制文件如何合并–可能性包括 巨大的二进制星星,两者都演变成最终合并的黑洞 或者 像球状集群一样密集的恒星环境中的黑洞,黑洞会“sink” towards the cluster’S中心并与他人合并。

拳击日二进制

b s sathyaprakash. –卡迪夫大学的物理学家在英国和Ligo合作的成员– told physicsworld.com. 在GW151226中观察到的两个黑洞的肿块更为典型,他们对通过大规模恒星的演变而形成的那些。“通过这个系统,我们扩大了关于二进制黑洞的形成渠道的辩论。”他说,评论与合并的大距离,“与该系统的距离约为最大距离的70%至80%,我们可以自信地检测到这样的系统,” adding that it was “不是令人惊讶的[那]我们的第二次检测来自靠近我们敏感性的地平线距离;我们在该距离调查了更大的空间,所以[有]越来越多地看到事件。”

黑洞的质量小于第一次事件中检测到的群众,这意味着信号较弱,并且由于9月的事件是数据的人眼中的人眼不大。另一方面,较小的肿块意味着该信号在探测器中持续更长,并通过Ligo迅速标记’S在线分析系统和算法作为候选引力波。出现这种情况,因为低质量系统在比较大质量的系统更高的频率下合并。由于它们发出更多辐射,较重的系统最终比较浅的系统更快地合并比打火机更快。

“考虑到黑洞的尺寸与质量成比例的时,这会产生一些直观的感觉;较大的黑洞将在足够接近以获得高频率之前合并,” explains 利加科学家琥珀斯通。虽然来自12月的事件的信号并不强烈,因为第一个(涉及大约三倍的群众大约三倍),但信号的统计学意义在5.3时可相当。σ,因为它在探测器中持续了更长– nearly 1 s.

最新的信号在70范内拾取 s of it hitting LIGO’S侦探12月份,并立即被认为是一个好候选人。“当触发来源的时候,我碰巧醒了,我们一群我们在一个电话会议上聚集在一起,并谈到了几个小时。这是一个梦幻般的拳击日,” says Sathyaprakash.

信号本身由55个组成 作为彼此旋转的两个黑洞产生的引力波循环。因为系统的轨道频率是波浪频率的一半,因此Ligo科学家知道他们在过去的27次观察到 合并前的轨道。 (阅读更多关于引力波事件的特征波形,包括Inspiral,Chirp和Ringdown功能,参见 “Ligo检测了首次引力的波浪–从两个合并的黑洞”。)

尽管在GW151226事件中只辐射了一个太阳能的能量–与第一次活动中的三个太阳能群集相比–Stuver说,在所有三种检测中辐射的质量分数几乎是相同的,占系统总质量的约5%。这表明黑洞的合并过程类似,出现任何差异主要是由于质量差异。

可能影响合并过程的另一个贡献因素是二进制中的原始黑洞中的任一个是旋转–如果旋转对齐,则将释放更多的能量,反之亦然。在最新的发现中,LIGO研究人员能够判断其中一个同伴具有至少0.2的旋转参数–这对应于光速的十分之一的黑洞转速。合并中形成的所有最终黑洞都是纺纱(克尔)黑洞–最终GW150914黑洞的旋转约为0.7。

感觉和敏感性

aligo.’在第一次运行后,目前正在升级的探测器,进一步提高其在下个月开始的计划工程运行之前的灵敏度和稳定性。“任何新的或持续的问题都将在下次观察赛之前再次解决并测试,目前在今年第四季度安排,” explains Stuver. “我们也非常期待着在下一个Ligo观察运行期间在意大利的高级处女座检测器[意大利]加入搜索。这将大大提高我们从信号中提取有关引力波源的信息的能力,尤其是天空中的位置,” she adds.

实际上,有三个或更多个地理上单独的探测器,研究人员应该能够在信号源自清晰度的地方钉在一起。目前,Aligo只能测定信号来自天空的一般领域,主要是通过测量它在两个探测器之间行进的重力行驶多长时间。

随着帽子下的这些检测和每月一次每月一次检测的预期率,这是公平的,说引力波天文学真正起飞。“这么多年的数百家科学家的工作已经进入了这次搜索,我们看到明确的证据表明我们的探测器不仅可以工作,而且可以看到比我们以前认为的更多东西,” says Stuver.

Sathyaprakash同意,增加了未来的探测器和观察将有助于我们“了解整个宇宙历史上黑洞的形成和生长,这可能会在长期站立的谜语上揭示一些光线:何时以及怪物黑洞我们现在在大多数银核形式的中心找到并生长?”

该研究发表在 物理评论信.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者