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 重力

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Ligo Bags它的第三黑洞合并

Ligo LiveSton设施的照片
长武器:Ligo Livingston。 (礼貌:Thushna Commassariat)

通过在美国的Ligo引力波检测器上工作的物理学家检测到第三引力波。波是由两个黑洞产生的,该黑洞合并到地球上约30亿光年。一个黑洞比太阳幅度31倍,另一个在19个太阳能群体中称重。前两种引力波也是由黑洞并购的制作,但是利焦研究人员认为这是第一个合并黑洞的旋转可能指向与轨道旋转相反的方向的事件黑洞。

最新的引力波观察也是到目前为止所见的三个黑洞兼并的最远的,第一和第二种检测分别为1.3和14亿光年。新观察到的合并创造了一个49个太阳能质量的黑洞,在第一次检测(62太阳能质量)和第二(21个太阳能质量)之间均匀。在Ligo在2015年看到其首批引力波之前,天文学家不知道宇宙中存在这种太阳能黑洞。

新事件被称为GW170104,于2017年1月4日在Ligo记录了持续大约十分之一的信号’S的两种探测器在华盛顿和路易斯安那州,这些探测器是巨大的干涉仪,每个垂直臂长两个垂直的臂组成。激光在臂的任一端的镜子之间来回行进,并且将一些光被送到检测器,其中发生干扰。当引力波穿过Ligo检测器时,它可以稍微拉伸一根臂并压缩另一个臂,从而改变测量的干扰并使得实时测量引力波。

死亡螺旋

新观察到的事件开始了在死亡螺旋中彼此相邻的两个黑洞。随着系统旋转的,它播放了扩散在宇宙中的引力波 - 一些到达地球。 Livingston和Hanford的信号具有特色“chirp” and “ringdown”在前两次检测中看到。啁啾描述了在黑洞合并之前发生的引力波的频率和幅度的快速增加。 Ringdown是由非球形合并的黑洞发出的引力波,因为它放松以成为球体。

通过研究啁啾和旋转,Ligo物理学家研究了两个初始黑洞的质量以及合并物体的质量。合并的黑洞称重49太阳能质量 - 差异以引力波的形式辐射。

旋转旋转

可以从引力波中收集的另一个关键信息是黑洞的固有角动度(或旋转)的对准。除了互相轨道,每个黑洞都可以在自己的轴上旋转 - 就像地球一样。当黑洞聚结时,合并的黑洞的总旋转速度不能超过一定的上限。因此,如果两个合并黑洞的旋转在与轨道旋转相同的方向,则必须丢弃一些轨道角动量以在合并发生之前满足该标准。这是通过在合并之前发出额外的引力波来完成的。

从2015年记录的第一个检测到的黑洞合并(GW150914)的数据表明,两个黑洞的旋转与轨道角动量一致。在去年记录的第二检测(GW151226)中,存在一些证据表明,黑洞的一个的旋转可以与轨道角动量的角度达角,但仍然具有轨道角动量方向的组分。然而,在GW170104中,可能的至少一个黑洞的旋转是一定角度,并且具有与轨道角动量相反的方向的部件。

根据 班加罗尔Sathyaprakash. 在英国的卡迪夫大学,二元黑洞的旋转和轨道角动势的相对取向提供了有关系统所形成的重要信息。如果它们是对齐的,则系统可能以分离为单独开发的,然后是两颗大恒星,然后折叠以创建二进制黑洞。未对准表明,单独形成的黑洞然后聚集在一起以创建二进制系统。

真实统计

“We’重新开始收集二元黑洞系统的真实统计,” says Keita Kawabe. CALTECH,谁是基于Ligo Hanford天文台的。“That’很有意思,因为即使现在,某些型号的黑洞二进制组的模型也有些偏爱其他模型,并且在将来,我们可以进一步缩小这一点。”

第三个观察也允许利加罗科学家对修改Albert Einstein的模型进行进一步限制’■综合相对论理论。爱因斯坦预测,引力波通过空空间的速度与波的频率无关。因此,从该恒定的任何偏差将显示为Ligo看到的重力波信号的频率依赖性变形。考虑到这是没有看到的,尽管通过宇宙的波浪行驶这么长的距离,但通用相对论似乎是坚固的。

“它看起来像爱因斯坦是对的 - 即使是这个新的事件,也是比我们的第一次检测更远的两倍,” says LIGO physicist Laura Cadonati. of Georgia Tech. “我们可以看出任何偏离一般相对论的预测,并且这种更大的距离有助于我们使该陈述更有信心。”

GW170104是首批被宣布的重力波检测,因为利加o于2016年11月开始其目前的观察运行。这是在此过程中发现了六个其他候选事件,他们现在正在分析。报告了观察 物理评论信.

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