科學家們“聽到”了兩個新生黑洞的交響曲,每個黑洞都是在它們的母體黑洞碰撞合併時產生的。其中一次碰撞實際上是第一次。
探測到嬰兒黑洞及其四個父母的信息 黑洞 是從時空的漣漪中鍛造出它們的? 引力波它們是由宇宙中引發它們的暴力事件引起的。這些波被記錄為 利戈 (激光干涉引力波天文台)、Virgo 和 KAGRA(神岡引力波探測器)引力波探測器。
在這次突破性的探測之後不到一個月,2024 年 11 月 11 日,引力波儀器在其前身猛烈碰撞後“聽到”了另一個新生黑洞的尖叫聲。這個信號 GW241110 是由質量為太陽質量 16 至 8 倍的黑洞之間的碰撞產生的。該信號發生在大約 24 億光年之外,表明其中一個黑洞的旋轉方向與其圍繞另一個黑洞的軌道相反。這是第一次將這些特徵結合在一起。 雙黑洞–
內華達大學拉斯維加斯分校(UNLV)天體物理學助理教授卡爾-約翰·哈斯特(Carl-Johan Haster)表示:“每一次新的探測都提供了關於宇宙的重要見解。它提醒我們,每一次觀測到的合併既是一項天體物理學發現,也是研究物理基本定律的寶貴實驗室。” 在一份聲明中說-“這樣的雙星系統已經從之前的觀察中預測出來。但這是它們存在的第一個直接證據。”
這兩個事件都表明所謂的第二代黑洞的存在。
“GW241011 和 GW241110 是網絡上數百個獨特事件之一。LIGO-Virgo-KAGRA 已經註意到了,”LIGO 協作組織發言人 Stephen Fairhurst 說道。卡迪夫大學教授在一份聲明中表示,“在這兩個事件中,一個黑洞的質量明顯大於另一個黑洞,並且正在快速旋轉。因此,它們提供了誘人的證據,證明這些黑洞是由之前的黑洞合併形成的。”
黑洞:第二代
探測到的黑洞是第二代的想法來自於兩次合併中較大黑洞和較小黑洞之間的尺寸差異。較小的黑洞的質量似乎是其宿主質量的近一半。與產生 GW241110 的合併中較大黑洞的旋轉軌道相反的方向也是產生該突出黑洞的早期合併的證據。
通過反复碰撞形成黑洞的過程被稱為“分層合併”,人們認為發生在星團等人口稠密的區域,黑洞往往會一次又一次地相遇並合併。這導致黑洞後來變得更大。
GW241011 為科學家提供了探索阿爾伯特引力理論極限的機會。 1915 年的愛因斯坦 廣義相對論這引發了黑洞和引力波的想法。
例如,參與這次合併的黑洞的快速旋轉會導致材料變形。這會在它發出的引力波中產生一種特殊的感覺。這意味著這一事件可以與廣義相對論和物理學家羅伊克爾使用愛因斯坦黑洞旋轉理論的預測進行比較。研究小組解釋說,GW241011的黑洞與克爾對廣義相對論的回答是一致的。這有助於在極端情況下研究黑洞以及愛因斯坦的巨著理論。這包括引力波信號(GW241011)中的第三次確認,即它發出高次諧波的“嗡嗡聲”。類似於樂器的泛音。
LIGO-Virgo-KAGRA 的合作 人們還認為,這些引力波信號可能掌握著解開已被預測但從未見過的事物的鑰匙。這超出了廣義相對論的範圍。
此外,這些信號背後的兩個黑洞的合併有可能揭示有關一個不相關的科學領域的更多信息:粒子物理學。
科學家可以使用快速旋轉的黑洞來測試超輕玻色子或粒子物理標準模型之外的粒子的存在。如果它們確實存在,超輕玻色子應該從圍繞黑洞旋轉中提取旋轉能量。這些粒子提取的能量以及黑洞減速的速度取決於其質量。
研究表明,GW241011合併產生的黑洞在數百萬年過去後仍在快速旋轉。自合併形成以來(或數十億年)。這似乎排除了非常輕的玻色子質量。
LIGO-Virgo-KAGRA 合作組織觀測科學部聯席主席、羅馬薩皮恩扎大學教授 Francesco Pannarale 表示:“對這兩個事件的探測和調查表明,共同操作我們的探測器是多麼重要,並致力於提高這些探測器的靈敏度。LIGO 和 Virgo 儀器進一步教會我們黑洞雙星如何形成。” 在我們的宇宙中。包括控制它們核心的基本物理學。
“通過升級我們的工具,我們將能夠更深入地研究這些和其他領域。隨著測量精度的提高,更多內容。”
該團隊的研究成果於週二(10 月 28 日)發表在期刊上 天體物理學期刊通訊–










