天文學(xué)家報(bào)告了新的引力波探測(cè)工作的大豐收

迄今為止探測(cè)到的引力波的完整清單，包括每個(gè)來(lái)源天體的報(bào)告波探質(zhì)量和最終物體的質(zhì)量
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：天文學(xué)家報(bào)告了新的引力波探測(cè)工作的大豐收。這35個(gè)新信號(hào)組成了第三個(gè)引力波暫存目錄（GWTC-3），引力幫助科學(xué)家更詳細(xì)地探測(cè)宇宙的測(cè)工深處。引力波是大豐時(shí)空本身的漣漪，在黑洞合并和中子星碰撞等宇宙災(zāi)難中產(chǎn)生。天文它們?cè)?0世紀(jì)初首次被預(yù)測(cè)，學(xué)家新但直到2015年才被直接探測(cè)到，報(bào)告波探在此后的引力6年中記錄了幾十個(gè)信號(hào)。
而現(xiàn)在隨著GWTC-3的測(cè)工出現(xiàn)，這個(gè)名單又增加了35個(gè)，大豐使探測(cè)到的天文總數(shù)達(dá)到了90個(gè)。這些新事件是學(xué)家新由LIGO、Virgo和KAGRA設(shè)施在觀察運(yùn)行3（O3b）的報(bào)告波探第二部分期間探測(cè)到的，觀察運(yùn)行3是在2019年11月至2020年3月進(jìn)行的，后來(lái)因COVID-19大流行而中斷了。
絕大多數(shù)新的探測(cè)結(jié)果來(lái)自于合并的黑洞對(duì)，但有兩個(gè)事件似乎是由黑洞吞噬中子星產(chǎn)生的。不過，另外一個(gè)探測(cè)特別奇怪--它涉及一個(gè)黑洞與一個(gè)質(zhì)量約為太陽(yáng)2.8倍的"神秘物體"相撞。根據(jù)目前的定義，這個(gè)質(zhì)量太大，不可能是中子星，但又太輕，不可能是黑洞。
研究小組說(shuō)，最可能的解釋是一個(gè)低質(zhì)量的黑洞。中子星的質(zhì)量上限在物理學(xué)上似乎是相當(dāng)明確的，大約是2.1個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。但是黑洞的下限，設(shè)定為大約5個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，主要是基于觀測(cè)，所以這個(gè)新的探測(cè)--以及2019年8月的一個(gè)類似信號(hào)--可能表明我們需要修改我們對(duì)黑洞可以有多小的理解。
在尺度的另一端，新的觀測(cè)運(yùn)行也發(fā)現(xiàn)了一些絕對(duì)意義上的怪物。一個(gè)名為GW200220_061928的信號(hào)涉及到質(zhì)量為87和61個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞之間的碰撞，最終產(chǎn)生了141個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞（缺少的7個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量被轉(zhuǎn)化為能量，以引力波的形式被帶走）。這直接屬于恒星型黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間未經(jīng)研究的中間類別。
天文學(xué)家們能夠從引力波信號(hào)中推斷出一些黑洞的旋轉(zhuǎn)。在兩個(gè)案例中，似乎在它們合并之前，黑洞相對(duì)于它們圍繞對(duì)方的軌道來(lái)說(shuō)是反向旋轉(zhuǎn)的。研究人員說(shuō)，新數(shù)據(jù)的寶庫(kù)可以幫助天文學(xué)家揭開宇宙的主要奧秘。
這項(xiàng)研究的作者蘇珊-斯科特教授說(shuō)："這確實(shí)是引力波探測(cè)的一個(gè)新時(shí)代，越來(lái)越多的發(fā)現(xiàn)揭示了關(guān)于整個(gè)宇宙中恒星的生命和死亡的如此多的信息。觀察這些雙星系統(tǒng)中黑洞的質(zhì)量和自旋，表明這些系統(tǒng)首先是如何走到一起的。它還提出了一些真正迷人的問題。例如，該系統(tǒng)最初是由兩顆恒星形成的，它們一起經(jīng)歷了它們的生命周期并最終成為黑洞？或者這兩個(gè)黑洞是在一個(gè)非常密集的動(dòng)態(tài)環(huán)境中被推到一起的，比如在一個(gè)星系的中心？"
GWTC-4將于2022年底開始。這項(xiàng)研究已經(jīng)提交出版，目前可以在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上找到。

(責(zé)任編輯：知識(shí))