科学家发现迄今最大黑洞合并

LIGO科学家发现更多引力波。资料来源:大卫·赖德

几天前，天文学家宣布了一系列关于引力波的新发现。

这些结果包括2017年发现但未披露的四个黑洞合并，其中一个是迄今为止最大的合并，导致黑洞质量超过太阳质量的80倍。

相关研究发表在LIGO合作网站上，并于12月3日出现在arXiv知识库中。

2015年，LIGO首次对黑洞合并产生的引力波进行了历史性的观测，并报告了其他产生引力波的事件。最新公布的数据显示，总共有10次黑洞合并和两次中子星碰撞。从射电望远镜到天基伽马射线望远镜等一系列其他仪器也观测到了后者，从而有助于解开一系列宇宙之谜。

所有11个事件都是由位于美国路易斯安那州和华盛顿州的LIGO的两个干涉仪观测到的，其中两个也是由意大利的处女座天文台观测到的，后者的灵敏度稍低。

这些观测站在2017年8月取得了一系列令人震惊的结果——除了中子星，他们本月还观测到了四个黑洞合并。处女座天文台于8月14日完成了第一次探测，并于8月17日为中子星搜索提供了数据。之后，在8月18日观察到另一个黑洞合并。"然后我抽完了雪茄。"荷兰阿姆斯特丹国家核与高能物理研究所的物理学家、处女座合作项目的发言人乔·范·登·布兰德说。

为了编制这一目录，国际Virgo处女座合作项目重新分析了2015年和2016年初第一次实时监测期间获得的事件数据，以及2016年底至2017年底第二次实时监测期间获得的事件数据。

特别是，改进的数据分析技术使该团队能够将2015年10月的一个事件重新归类为真正的黑洞合并——距离LIGO 9月14日的首次探测还不到一个月。此前，研究人员仅将其描述为“候选”事件。

研究小组还进行了“离线”分析，发现了以前从未发现的事件。德国汉诺威马克斯·普朗克重力物理研究所的物理学家卡斯滕·丹兹曼说:“我们决定等到离线分析完成后，一次性宣布所有黑洞。”

离线分析的结果包括怪物，它的质量是太阳的80倍，根据日期命名为GW170729。研究人员对这一发现的信心不如其他发现，但他们仍然决定将其列出。“仍然有可能是真的。”没有参与合作项目的马里兰大学帕克分校天体物理学家科尔·米勒说。

除了这11起事件之外，该目录还首次披露了十多起“边缘”激励措施。这些事件是由至少两个干涉仪记录的信号，但是研究人员没有足够的信心将它们列为可能的天体物理事件。

Virgo处女座程序的变化已经放宽了合作项目视为事件的标准，以及实时披露事件的标准。米勒说这可能对天文学界的其他成员有益。“这意味着他们将有更多的机会跟进。”

乔·范·登·布兰德说，研究小组急于完成这项工作，以便集中精力进行第三次观察，预计将于2019年3月开始。自2017年9月以来，这三个探测器已经升级，它们的总体灵敏度最终将增加一倍。这意味着它们的监测量和频率将增加8倍。

在物理学中，引力波指的是时空曲率中的波纹，它们以波的形式从辐射源向外传播，以重力辐射的形式传递能量。1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了物质相互作用有限传播速度的概念。相比之下，引力波在牛顿的经典引力理论中是不存在的，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用以无限的速度传播。各种引力波探测器正在建造或运行中。引力波探测的可能来源包括稠密的双星系统(白矮星、中子星和黑洞)。(赵茜·Xi)

相关论文信息:https://doi.org/10.7935/82H3-HH23

中国科学新闻(2018-12-06第二版国际版)