天文学家探测黑洞-中子星碰撞产生的引力波

2022-02-25 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:54 /
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天文学家利用美国国家科学基金会的激光干涉仪引力波观测站(LIGO)和意大利的处女座探测器观测到了来自两颗致密双星的引力波信号,它们与中子星-黑洞双星一致。这两次事件发生在至少9亿光年之外;在每一种情况下,中子星都有可能被它的黑洞伙伴完全吞噬。一位艺术家对黑洞-中子星合并的印象。图......

天文学家利用美国国家科学基金会的激光干涉仪引力波观测站(LIGO)和意大利的处女座探测器观测到了来自两颗致密双星的引力波信号,它们与中子星-黑洞双星一致。这两次事件发生在至少9亿光年之外;在每一种情况下,中子星都有可能被它的黑洞伙伴完全吞噬。

An artist’s impression of a black hole-neutron star merger. Image credit: Carl Knox, OzGrav & Swinburne University.

一位艺术家对黑洞-中子星合并的印象。图像信用:卡尔诺克斯,奥兹格拉夫& amp史文朋大学。

“随着我们银河系外中子星-黑洞合并的新发现,我们找到了缺失的双星类型,”阿斯特丽德·兰伯特斯博士说,他是蓝色海岸和CNRS天文台的天文学家。

“我们终于可以开始了解这些系统中有多少个存在,它们合并的频率如何,以及为什么我们还没有在银河系中看到例子。”

两次引力波事件中的第一次被称为GW200105,于2020年1月5日被探测到。

它在两个LIGO探测器中的一个中产生了强信号,但是在处女座探测器中具有小的信噪比。另一个LIGO探测器暂时离线。

鉴于引力波的性质,天文学家推断,该信号是由一个质量约为我们太阳9倍的黑洞与一个1.9太阳质量的致密物体相撞引起的,该物体后来被确定为中子星。这次合并发生在9亿光年之外。

马克斯·普朗克引力物理研究所的天文学家哈拉尔德·普费弗博士说:“即使我们只在一个探测器上看到一个强信号,我们也可以断定它是真实存在的,而不仅仅是探测器噪音。

“它通过了我们所有严格的质量检查,并在第三次观察中的所有噪音事件中脱颖而出。”

“虽然单独的引力波不能揭示较轻物体的结构,但我们可以推断出它的最大质量,”同样来自马克斯·普朗克引力物理研究所的布尚·加德尔博士补充道。

“通过将这些信息与这样一个双星系统中预期中子星质量的理论预测相结合,我们得出结论,中子星是最有可能的解释。”

第二次合并,GW200115,在2020年1月15日被探测到,涉及一个6太阳质量的黑洞和一个1.5太阳质量的中子星。

它被LIGO探测器和处女座探测器探测到,发生在距离地球大约10亿光年的地方。

威斯康星大学密尔沃基分校的天文学家、LIGO合作组织的发言人帕特里克·布雷迪教授说:“这些事件不是黑洞像饼干怪兽一样大嚼中子星,到处乱扔碎片。

“那种‘四处乱窜’会产生光,我们认为这种情况不会发生。”

ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)和澳大利亚国立大学的天文学家苏珊·斯科特教授说:“这些事件发生在大约10亿年前,但规模如此之大,以至于我们今天仍然能够观察到它们的引力波。

“这些碰撞动摇了宇宙的核心,我们& # 8217;“我已经探测到它们在宇宙中发出的涟漪。”

“每次碰撞都不仅仅是两个巨大而密集的物体聚集在一起。这真的很像吃豆人,一个黑洞把它的伴星中子星整个吞掉了。”

“这些都是非凡的事件,我们已经等待了很长时间来见证它们。所以最终捕捉到它们是不可思议的。”

研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。

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R.Abbott等人,2021年。两个中子星-黑洞聚结的引力波观测。ApJL 915,L5;doi: 10.3847/2041-8213/ac082e


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