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8个太阳质量瞬间开释,LIGO发现的最强引力波是怎么回事?

本月初,LOGO官网发布了一组新闻,美国LIGO激光干与引力波天文台的两个4公里长的激光干与仪和欧洲坐落意大利的Virgo引力波勘探器的一个3公里长的激光干与仪一起勘探到一个有史以来最强的引力波信号——GW190521。在1/10秒不到的时间内释放出相当于8个太阳质量的引力波,辐射到世界空间中去,这比人类勘探到的第一个引力波信号GW150914所辐射的3个太阳质量能量高出一倍多。

从编号GW190521能够看出这个引力波信号是2019年5月21日捕获的。但改论文在1年后到2020年5月30日才提交,这次数据处理的速度比第一次引力波工作耗时也高出一倍多。

依据数据模型拟合的成果,此次最强引力波是由一个65倍太阳质量的黑洞和一个85倍太阳质量的黑洞兼并发生,终究在以引力波方式辐射出8个太阳质量的能量后,兼并构成一个142倍太阳质量的黑洞。

这次工作有几个特别的当地,原始两个黑洞都到达和超过了恒星演化模型所能发生黑洞的上限。依据现有的恒星演化理论,一般大质量恒星演化到晚期由于不稳定对机制最高能发生约65倍太阳质量黑洞,但更大质量的恒星则或许通过称为光致蜕变机制构成最低130倍太阳质量的黑洞。然后,65倍太阳质量到130倍太阳质量之间的黑洞理论上是无法直接发生的。这次85倍太阳质量黑洞的发现意味着要么现有理论模型错了,要么它是通过另一次双黑洞兼并发生的。

而更重要的一点是,此次工作发生的一个142倍太阳质量的黑洞填补了天文学里中等质量黑洞的空白,这是迄今发现的仅有一个中等质量黑洞。

关于黑洞,按质量可分为微型黑洞、恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。其间原初黑洞仅仅理论上存在,至今未发现满足依据证明其存在,而此前通过引力波发现的一切黑洞均为恒星级黑洞,而另一方面通过对星系中心的观测,超大质量黑洞黑洞也很多发现,唯一介于恒星级黑洞与超大质量黑洞之间的中等质量黑洞一直没有发现,这是件很怪异的工作,不过跟着GW190521引力波双黑洞兼并信号的发现,中等质量黑洞的勘探总算破零了……

这次的引力波工作的另一个特别的当地是在波源方向上观测到了光学对应体!这是继2017年的GW170817双中子星兼并引力波信号的光学对应体后,有一次成功勘探到引力波信号的光学对应体。这次观测到的光学对应体是在勘探到引力波信号后35天测得的一个耀斑,持续时间约40天。

据分析这个耀斑是由双黑洞兼并时从磕碰的吸积盘高温气体宣布的,由于通过吸积盘外围厚厚的气体成散射然后减慢了速度,导致尽管或许更早宣布,却比引力波信号延迟了35天才被接收到。

据测定,该引力波源的光度间隔约5.3x10^9秒距离红移量约为0.82。

最终,为什么文章标题说它是开创以来的世界最强音?由于在天文学里,对应于电磁波信号的“看”,引力波信号常常被称为“听”,咱们在倾听世界的声响,乃至LIGO都把这声响做出来了,便是把引力波的波形数据做出音频。不过我这儿无法放音频,事实上我也没找到这次的音频,所以,来一张此前引力波波纹的波形图把,至于声响是怎样的,请自行脑补。

以上一切图片来自LIGO,文字内容为星宇漂荡原创。

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