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LIGO数据中发现的更多黑洞合并事件

原创:牧夫天文

原作:Camille M. Carlisle

翻译:饶文冲

校对:姚顺仪

编排:李子琦

后台:库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接:

www.skyandtelescope.com/astronomy-blogs/more-black-hole-mergers-found-in-ligo-data/

迄今为止,LIGO-Virgo团队公布了在前两轮观测活动中探测到的共11个引力波,这些引力波由距离较远的致密天体合并而成。目前,该团队还公布了在第三轮观测活动中发现的33名“候选者”。

LIGO前两次观测的数据既已公之于众,其他团队也纷纷参与梳理这些数据。其中一个团队便是来自普林斯顿高等研究院的特雅斯维·维纽马德夫(Tejaswi Venumadhav)和他的同事们,他们通过LIGO的公开数据发现了7个可能存在的黑洞合并事件。

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艺术家模拟出的两个即将合并的黑洞。

Credit:LIGO / Caltech / MIT / Aurore Simonnet(Sonoma State)

这个研究小组开发了自己的数据分析方法,使用不同引力波模式的模板,各种提取噪声的方法等等。来自威斯康星大学密尔沃基分校的LIGO发言人帕特里克·布雷迪(Patrick

Brady)解释说,与意图捕捉所有事件的LIGO-Virgo团队不同,该小组研究人员特别关注的是黑洞合并。维纽马德夫在哈佛大学黑洞计划最近的一次研讨会上表示,这种研究方法使其独立团队能够发现更加微弱的信号,灵敏度上的提升同LIGO第一轮观测活动与第二轮间的改进相当。

这七名“候选者”所涉及的黑洞的质量与LIGO-Virgo合作发现的黑洞相类似,大约在20到40个太阳质量之间。其中一对黑洞发现于第一轮观测运动;剩下的则来自第二轮。大多数将要碰撞而形成的系统都有着较小的有效自旋,这种测量方式比较了两个黑洞的自转速度和倾斜度,以及它们围绕彼此运行的轨道。而一个系统的有效自旋较小,最可能的原因一为两个黑洞自转速度不够快,二则是它们在围绕对方的轨道上滚动。来自LIGO-Virgo合作确认的合并黑洞也有着较小的有效自转。

然而,有两名“候选者”显得与众不同。其中一位“候选”,称作gw151216,是一对有效自旋极快的黑洞。这一对黑洞要么质量相似,像桌子上的两个直立陀螺一样围绕着彼此旋转,要么一个比另一个大得多,旋转得更快,也更直立。而另一位,编号gw170403,则可能是两个从它们的轨道方向快速并向后旋转而合并的黑洞。但这一事件记录是七件中最难以确认的。

LIGO-Virgo团队和维纽马德夫的团队就观测结果探讨了约一年,布雷迪认为相关分析应是正确的。

该研究小组并不是唯一涉猎LIGO数据的团队。虽然第一手情报仍由LIGO-VIRGO团队掌握,但我们现在正进入一个更复杂的合作关系,各种发现的分析研究结果将来自多个团队。几个月来,LIGO-VIRGO团队一直在研究如何将其他团队的结果以最佳方式纳入自己的记录中。它并不想对每一个“候选者”做出裁决,但它想收录合理可能的观测记录,并归功于其发现者。

LIGO-Virgo团队本身也在壮大:今年晚些时候,日本的神冈引力波探测器(KAGRA)将正式上岗。不像LIGO和Virgo,KAGRA在地下深处运作,远离了来自劲风和乌鸦(会啄食管道)的威胁。KAGRA可能不会在最初运行时就探测到引力波,但随着时间的推移,其表现应当会越来越出色。

LIGO-Virgo团队计划在2020年4月左右发布第二份事件目录,其中将包括在第三轮观测运动的前六个月里发现的“候选者”。

『天文时刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn

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蜘蛛星云:直径为一千多光年,是距离我们18万光年远的邻近卫星星系-大麦哲伦星系内的一个庞大恒星形成区。

Credit:Ignacio Diaz Bobillo

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