美欧科学家确认又一起黑洞并合事件

双黑洞合并示意图

资料来源:SXS

本报记者徐悦高章博葛伦李媛媛

北京时间6月16日凌晨，美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和欧洲处女座引力波探测器在美国天文学会圣地亚哥会议上联合宣布，高科技LIGO探测器的数据证实了又一次黑洞合并事件。

确认不是一个孤立的案例。

中国科技大学天文系教授蔡义夫表示，在LIGO宣布其首次发现之前，所有人都对引力波探测和中小质量黑洞的探测持悲观态度，并怀疑这项技术不成熟。四个月前人类首次探测到引力波后，一些学者认为这是一个孤立的观察案例。

”他担心地说:“我不知道下次是猴年还是马月。果然，在“猴年马月”又宣布了另一个观察结果蔡义夫说。

“按照天文学传统，这两个事件是一组，所以我们最终可以说我们发现了一组双黑洞。”湖北第二师范大学副教授、引力波研究员范锡龙说。

“如果引力波事件确实来自两个质量约为太阳10倍的黑洞的合并，那么这种高频引力波探测的事件探测率在未来将会更高。”中国科学院高能物理研究所的研究员张双南在网上说，第一次引力波事件来自两个质量约为太阳30倍的黑洞的合并。科学家以前对此类黑洞知之甚少，而质量约为太阳10倍的黑洞在银河系和附近的星系中非常常见，这有助于寻找它们的电磁波对应物。

“引力波信号就像在广阔的宇宙中给出方向一样，环绕一个区域，扮演‘指向哪里和在哪里玩’的角色。我们可以进一步寻找引力波事件的电磁对应物，并在许多方面确认黑洞的性质。”中国科学院国家天文台研究员勾立军告诉《每日科学》。

新技术立下了汗马功劳。

"这比上次更难。"范锡龙说:“在噪音中寻找信号就像在鸡群中寻找鹤一样。最后一个引力波信号非常强，就好像一群鸡突然看到了一只成年鹤。这一次信号相对较弱。仅仅通过看它的大小，似乎不可能找到一只像鸡那么大的小鹤。有必要对细节进行全面的比较。这次使用的技术被称为“匹配滤波”，它可以发现较弱的信号。

范锡龙说，经过多次优化，该技术可以实时处理数据，信号到达探测器70秒后被发现。这也为科学家发现更多更弱的引力波信号开辟了新的渠道。“虽然它相对较弱，但这个信号仍然超过5西格玛。这表明，尽管体型很小，但小鹤与其他鸡有很大的不同。”

范锡龙说，LIGO积累的数据实际上包含许多“可疑的”双黑洞合并信号。然而，只有信心超过5西格玛的结果才能得到证实。分别位于路易斯安那州和华盛顿州的一对LIGO探测器探测到了“双黑洞环绕并合并”的引力波信号。

“科学发现首先总是非常困难，需要对结果进行非常仔细和反复的检查。然而，一旦这种信号的特征能够得到确认和熟悉，它将成为一种常规技术。”中国科学院高能物理研究所的研究员曹骏在网上说，“据我所知，LIGO仍有四五个这样的信号，但尚未得到证实，需要进一步检查。”

这一次合并速度更慢

范锡龙指出，这次观测到的151226号的信号长度(1秒)比150914号(0.2秒)要长，这意味着在LIGO观测区可以看到两个黑洞围绕更多的圆运行，这有助于准确测量它们轨道的轨道周期变化。

双黑洞的合并是一个越来越近越来越快的过程。科学家希望他们不要太不耐烦，放轻松。这样，我们可以看到双黑洞绕着更多的圆旋转。LIGO这次幸运地观察到了一对耐心的黑洞。

“这两个黑洞的质量分别是太阳质量的14倍和8倍，比上次发现的两个黑洞的质量要小。它们旋转周期的变化速度较慢。这一次，科学家们看到两个黑洞相互环绕超过50次，而上次是20次。这对想确定黑洞质量的科学家来说是个好消息。”范西龙说道。

发现黑洞的自旋信息

"这次的一个主要发现是黑洞合并前的自旋信息."范锡龙说，双黑洞的自旋方向对于理解双黑洞的形成机制很重要。

“科学家认为双黑洞系统的形成有两种可能性:一种是孤立双星的进化，另一种是黑洞被另一个捕获。一般来说，由孤立双星演化形成的双黑洞的自旋方向与轨道旋转方向有关。范锡龙说，上次发现的黑洞系统的自旋信息很难测量，因为它旋转得太快了。但是这一次，科学家们确信至少有一个双黑洞已经旋转。(原标题:再次“聆听”黑洞融合，“猴年马月”不远)