五年多前,人类还没有发现。
现在,观察结果正以惊人的速度涌入。 去年 6 个月的时间里,LIGO-Virgo 合作平均检测到 1.5每周的活动。
2019 年 4 月 1 日至 10 月 1 日,升级后的 LIGO 和 Virgo 干涉仪探测到了 39 个新的引力波事件:中子星或恒星之间的大规模碰撞产生的冲击波在时空中荡漾开来。。 引力波瞬态目录 2 (GWTC-2) 总共拥有 50 个此类事件。
这为我们提供了工具包中最完整的黑洞普查,代表了一系列以前从未被发现的黑洞,而且可以揭示以前未探测过的双星演化和来世的深度。
“引力波天文学是革命性的——向我们揭示了黑洞和中子星隐藏的生命,”天文学家克里斯托弗·贝里说西北大学博士,LIGO 科学合作组织 (LSC) 成员。
“在短短五年内,我们从不知道双黑洞的存在,到拥有超过 40 个双黑洞的目录。第三次观测产生了比以往更多的发现。将它们与早期的发现相结合,描绘了一幅宇宙丰富多样性的美丽图景。二进制文件。”
您已经听说过观测运行中的一些新发现。
GW 190412(引力波事件以其检测日期命名)是第一个碰撞,其中这两个黑洞的质量严重不匹配; 之前检测到的所有其他黑洞碰撞都或多或少涉及等质量的双星。
GW 190425 被认为来自两颗中子星之间的碰撞,仅检测到第二个(第一次是在 2017 年 8 月)。
终于GW 190521证实了难以捉摸的“中量级”阶级的存在黑洞的质量介于恒星质量和超大质量的庞然大物之间。
GW 190814 是第一次碰撞涉及“质量间隙”中的物体中子星和黑洞之间。
“到目前为止,LIGO 和 Virgo 的第三次观测带来了许多惊喜,”天文学家玛雅·菲什巴赫说西北大学和LSC。
“在第二次观测之后,我以为我们已经看到了双黑洞的整个光谱,但黑洞的景观比我想象的要丰富得多,也更加多样化。我很高兴看到未来的观测将教会我们什么。 ”
这并不是新数据传输所能提供的全部。 另外两个事件 GW 190426_152155 和 GW 190924_021846 也表现出色。 是的,这些名称更长:随着我们检测到越来越多的事件,日期可能不足以区分它们,因此新的命名约定是包含 UTC 时间。
“我们的新发现之一,GW 190426_152155,可能是一个大约六倍太阳质量的黑洞与一个。 不幸的是,信号相当微弱,所以我们不能完全确定,”天文学家谢尔盖·奥索金说德国波茨坦阿尔伯特爱因斯坦研究所的教授。
“GW 190924_021846 无疑是我们迄今为止所看到的两个最轻黑洞的合并。其中一个的质量相当于六个太阳,另一个的质量相当于九个太阳。有来自与 GW 190814 等质量较小的天体合并的信号,但我们不确定这些是否是黑洞。”
四篇预印本论文描述了黑洞和中子星合并的新群体。
第一篇论文列出了 39 个新事件。第二篇论文重建整个 GWTC-2 目录中发现的 47 个合并事件的质量和自旋分布,并估计黑洞和中子星碰撞的速率。第三篇论文煞费苦心地寻找与合并事件相关的伽马射线爆发(但没有发现)。 和第四篇论文根据预测评估数据; 剧透,广义相对论完全成立。
总体而言,新的合并事件集合不仅仅是研究碰撞的一种方法。 它为我们提供了一种直接研究黑洞的方法,因为黑洞不发射可检测到的辐射,所以探测黑洞是出了名的困难。
多亏了引力波,我们对这些物体的了解甚至比一年前还要多。 事情将从这里开始滚雪球。
“合并黑洞和中子星双星是一个独特的实验室,”贝瑞说。
“我们可以用它们来研究引力——到目前为止,爱因斯坦的广义相对论已经通过了每一项测试——以及大质量恒星如何生活的天体物理学。LIGO 和 Virgo 改变了我们观察这些双星的能力,而且,随着我们探测器的改进,发现的速度只会加快。”