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第一个被美股行情纳斯达克清晰探测到的中等质量黑洞:迄今最强引力波信号

时间:2020-09-12 01:45来源: 作者:admin 点击: 12 次
北京时间9月9日消息,利用引力波探测器,天文学家发现了一个142倍太阳质量的黑洞,这是迄今为止观测到的最大规模的黑洞合并事件。天体物理学家对这一引力波事件非常关注,因为这对目前的黑洞形成理论提出了挑战。两个黑洞碰撞的想象图宇宙中充满了时空涟漪——引力波——的回响,现在,在我们所听到的“宇宙交响乐”中

北京时刻 9 月 9 日动静,美股行情纳斯达克操作引力波探测器,天文学家发现白一个 142 倍太阳质量的黑洞,这是迄今为止视察到的最大局限的黑洞归并变乱。天体物理学家对这一引力波变乱很是存眷,由于这对今朝的黑洞形成理论提出了挑衅。

两个黑洞碰撞的想象图

宇宙中弥漫了时空荡漾——引力波——的反响,此刻,在我们所听到的 “宇宙交响乐”中,又增进了一段新的声音。自 2015 年以来,美股行情道琼斯指数天体物理学家一向在行使引力波探测器来 “聆听”宇宙中相同啁啾的信号,并通过解码这些在时空中产生的渺小荡漾,说明发出这些信号的大局限碰撞变乱。此刻,依照激光过问干与引力波天文台(LIGO)和欧洲的室女座过问干与仪(Virgo)的一项新钻研,科学家们探测到了一个新的引力波信号,来自一场快速而强烈的 “爆炸”变乱。对该变乱的钻研或能辅佐我们解开更多的宇宙谜题。

“这是又一个初次发现,”美国路易斯安那州立大学的物理学家、这项新钻研的团队成员加布里埃拉 · 冈萨雷斯(Gabriela Gonzalez)说,今天美股道琼斯行情“我们永远不会厌倦第一。”颠末一年多的钻研,这个被称为 GW190521 的稀疏信号使科学家信托,他们发现白迄今为止最大局限的黑洞归并变乱,其形成的 142 倍太阳质量黑洞也是第一个被清晰探测到的中等质量黑洞(即质量为太阳质量 100 倍至 1000 倍的黑洞)。

宇宙中的重大爆炸

依照 2019 年 5 月 21 日探测到的引力波信号,天文学家的展望,该信号是一个 85 倍太阳质量的中等质量黑洞与一个 66 倍太阳质量的恒星黑洞碰撞时产生的,末了形成了一个 142 倍太阳质量的中等质量黑洞

当科学家们细心梳理引力波探测仪的视察功效时,美股行情道琼斯实时很快就发现白这个奇特的信号。这项新钻研的合著者、哥伦比亚大学的天文学家筎然娜 · 玛卡(Zsuzsanna Marka)清楚地记得,探测器是在 2019 年 5 月 21 日吸取到信号。她是少数几个将手机与宇宙探测及时毗连的天体物理学家之一,每当引力波探测器 “听”到宇宙中也许的信号时,他们就会收到提醒。

收到提醒之后,玛卡最先搜查这些变乱中是否伴随中微子发作。不外,就在当晚,她已经意识到这很也许是一次异常出格的探测。“我不由自主地留神到了重大的质量,美股实时行情”玛卡说道。她记得其时的设法是:“这太棒了,意义很是庞大。这切当是我们但愿看到的大局限变乱之一,令人难以置信,但还不清楚是否真的存在如许的大质量黑洞。”

黑洞的巨细各不沟通。依照美国国度航空航天局(NASA)的数据,恒星黑洞(一类由大质量恒星引力坍塌后形成的黑洞)的质量是太阳的 10 到 25 倍;超大质量黑洞的质量是太阳的数十万倍到数百万倍以上,一样找常以为星系中间(包罗银河系中间)城市有超大质量黑洞。天文学家展望,也许存在某种介于两者之间的黑洞,美国股市行情大盘走势即中等质量黑洞。据估量,中等质量黑洞的质量约莫为太阳的 100 倍到 1000 倍。

这张图表现了迄今为止探测到的黑洞碰撞和中子 - 恒星碰撞变乱。产生 GW190521 的变乱位于中间顶部,是全体碰撞中黑洞质量最大的

中等质量黑洞并不像大大都小型黑洞那样,由垂危的恒星发作形成。比较由单一恒星引力坍缩形成的恒星黑洞而言,中等质量黑洞的质量显然过大;恒星在发作过程中老是会失去一些物质,但当恒星到达一定体积后,无论它变大几多,美国股市今日最新行情当它发作时会形成一个质量最高约为太阳 65 倍的黑洞。依照 LIGO 团队的钻研,更大的恒星在发作时会失去更多的物质,终极形成同样巨细的黑洞。

这一过程可以表明 130 倍太阳质量的恒星怎样形成最高为 65 倍太阳质量的黑洞,而应付质量更大的恒星(130 至 250 倍太阳质量),则更也许发生不不变对超新星发作,恒星将被完整歼灭,不留下黑洞或者其他任何残骸。因而,美国三大股指实时行情天文学家以为,恒星坍缩不会产生质量在太阳质量 65 倍至 120 倍之间的黑洞,这一范畴称为 “对不不变性空白”。

直到近来,中等质量黑洞还只是理论上存在的隐秘天体,纵然以黑洞的尺度来看也异常难以捉摸。操作 LIGO 的早期探测功效,天文学家对恒星黑洞举办了调查;另一方面,变乱视界望远镜也拍摄到了 M87 星系中间超大质量黑洞的图像,今日美国股市行情但应付中等质量黑洞,对其举办探测并不轻易。

这次新的爆炸变乱成为初次探测到中等质量黑洞的证据。天文学家的计较表白,这个引力波信号是一个 85 倍太阳质量的中等质量黑洞与一个 66 倍太阳质量的恒星黑洞碰撞时产生的。美国国度科学基金会引力物理学项目主任佩德罗 · 马罗内蒂(Pedro Marronetti)在一份声明中说:“LIGO 再次让我们感想惊喜,它不只探测到了巨细难以表明的黑洞,并且行使的技巧并不是专门为恒星归并变乱计划的。”LIGO 项目是由美国国度科学基金会扶助的。

“这很是紧张,由于它展现了 LIGO 探测器的手腕,其探测到的信号来自完整不行预见的天体物理变乱,美国股市k线图”马罗内蒂说,“这项探测表白,LIGO 也可以视察到我们意想不到的物体。”

是新的黑洞,仍旧更怪异的物体?

2019 年 5 月 21 日探测到的黑洞碰撞变乱的数值模子

与往常一样,当涉及到引力波时,天文学家就不得不环绕着探测功效中破译的少量信息来成立假设。他们将这一引力波信号定名为 GW190521,发现它的一连时刻比 LIGO 之前探测到的其他信号短得多,惟独异常之一秒;它的频率也比之前的黑洞归并变乱产生的信号低得多。天文学家还可以追踪该信号至特定的天旷地区。

依照这些信息,天体物理学家计较出了碰撞发生的间隔——约莫 70 亿光年。他们还可以计较出了两个相撞物体的质量,别离是太阳质量的 85 倍和 66 倍,而碰撞后的物体质量约莫是太阳质量的 142 倍(在碰撞过程中,一些质量以引力波能量的形式丢失了)。

因为濒逝世恒星产生的黑洞巨细存在限定,因而这些初始质量表白,最少个中较大的黑洞——也也许是较小的黑洞——自己也许就是两个黑洞碰撞的功效。“两个黑洞归并,形成一个新的黑洞…… 然后它们再次归并,”玛卡说,“这惟独在存在大量黑洞,即黑洞密度很高的情形下才会发生。”

玛卡但愿这场碰撞发生在一个勾当星系核四面,因为勾当星系核的强盛引力,可以将其他天体锚定在四面。勾当星系核是星系中间的一个致密地区,其发出的辐射被以为是星系中心的超大质量黑洞物质吸积产生的。不外,操作今朝有关的数据,天文学家还没有步伐肯定 GW190521 背后简直切机制。

从更久远的角度,如果能发现更多正在归并的中等质量黑洞,或可以办理关于超大质量黑洞的一个庞大谜团,即它们的发源。

“它们就像房间里的大象,有上百万个太阳的质量,”美国西北大学天体物理学家、LIGO 钻研职员克里斯托弗 · 贝里(Christopher Berry)在另一份声明中说,“它们是由恒星质量黑洞(恒星塌缩时产生)蜕变而来,仍旧通过某种未被发现的办法产生的?恒久以来,我们一向在探求一此中等质量黑洞,以填补恒星黑洞和超大质量黑洞之间的空白。此刻,我们有证据证实中等质量黑洞切当存在。”

尽量天文学家对这个引力波信号和发现中等质量黑洞的也许性感想欢快,但他们并不能必然今朝的假设是精确的。虽然,两个 85 倍和 66 倍太阳质量的黑洞归并是最切合数据的,但天体物理学家也在思考其他更怪异的表明。

“如果某种全新的变乱产生了这些引力波呢?”美国西北大学的物理学家、LIGO 团队专家瓦西莉基 · 卡洛耶拉(Vicky Kalogera)说,“如许的远景很吸惹人。”她还增补道,今朝对信号产生缘故起因的假设包罗一颗银河系恒星的坍缩,以及某种迂腐的宇宙弦。

初次发现之后

引力波从两个黑洞的归并中扩散出来

今朝,LIGO 和 Virgo 探测器都处于下线状况。因为新冠肺炎疫情大盛行,它们被迫在 3 月尾封闭。不外,天体物理学家正打算进级这两台探测器和它们的算法,以继承探测宇宙中的时空荡漾。

探测器及其算法的进级应付追踪更多像 GW190521 如许的信号是至关紧张的。如果探测器自己越发迅速,科学家就能捕获到更迢遥的信号;而对数据处理赏罚算法举办微调,他们就能更轻易地识别像如许的更短信号。

冈萨雷斯暗示,探测到两个黑洞的碰撞变乱,以及个中某个黑洞自己就是由归并形成的,这预示着宇宙中存在着许多有待视察的信号。“我但愿这意味着有更多的黑洞——也许是黑洞的集群,由于它们聚积在一路,以是归并得更频仍,”她说,“我但愿这些黑洞集群的局限很大,并且漫衍在许多处所,如许我们就能探测到更多的黑洞。”

虽然,这统统还必需取决于未来的探测功效。“大天然做它该做的,我们不能汇报它该做什么,”冈萨雷斯说,“我们网络数据,取得发现,然后由理论天体物理学家们去展望并提出新的理论,来表明这些重大的黑洞是怎样产生的。”

LIGO 和 Virgo 团队将相关钻研的功效颁发在 9 月 2 日的《物理评述快报》(Physical Review Letters)和《天体物理学期刊通信》(The Astrophysical Journal Letters)上,前一篇具体描写了引力波信号的发现过程,后一篇则接头了该信号的物理性子及天文物理学意义。

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