物理学家确认了“难以捉摸”的黑洞/中子星兼并的两个案例

2021-06-29 23:50:50

成功的引力波检测只是继续推动Ligo-Virgo-Kagra协作,现在已经确认了两个单独的"混合"黑洞和中子恒星之间的合并,透过空间掀起强大的引力波。去年通过合作检测到这些信号,仅限10天。一年半后,事件正式构成了第一次确认的混合兼并的检测,如在天体物理期刊字母中发表的一篇新文件中所述。

"在我们的银河系之外的中子星黑洞合并的新发现,我们发现了缺失类型的二元," CNRS表示,CNRS的共同作者Astrid Lamberts,这是Virgo合作的研究员。 "我们最终可以了解这些系统中有多少,他们经常合并频率,以及为什么我们尚未以银河系中看到的例子。"

Ligo通过激光干涉测量测量来检测重力波,使用高功率激光器来测量两个物体位于分开的两个物体之间的距离的微小变化。 Ligo有汉福德,华盛顿州和Lousiana的Louston的探测器。意大利的第三个探测器,高级处女座,2016年上线。在日本,Kagra现在在线,它是亚洲的第一个引力波探测器,第一个在地下建造的。今年早些时候在Ligo-India上开始建设,物理学家预计它将在2025年后的某个时候打开。

迄今为止,自首届诺贝尔奖获奖发现以来,Ligo协作已检测到数十个合并事件,所有这些都涉及两个黑洞或两个中子恒星。最近,去年,协作宣布检测两个更黑洞并购。一个是最庞大,最遥远的黑洞合并尚未检测到,它产生了迄今为止检测到的最能量的信号。它在数据中显示出一个" BANG"比通常的"唧唧喳喳。"检测还标记了中间质量黑洞的第一次直接观察。

作为探测器'敏感性提高,确认事件变得更加频繁。在2019年4月1日开始新的运行之后的一个月内,例如Ligo / Virgo已经看到了五种引力波事件,三个从合并黑洞和合并中子恒星的一个,其中五分之一,五分之一可能是难以捉摸的黑洞/中子明星合并。

作为ars' John Timmer此前报道,2019年4月26日,所有三个探测器在线时在线,当一个极度远的事件发生大约12亿光年时。此次事件(指定GW190814)暂时被确定为23太阳能黑洞和2.6太阳质量中子星之间的第一可能合并 - 最重的已知中子星,但它可能是最亮的已知的黑洞。大约一个星期后,探测器拾起了第二种可能的黑洞/中子星合并,虽然这可能是探测器噪声。

"引力波已经让我们检测一对黑洞和成对的中子恒星的碰撞,但黑洞与中子明星的混合碰撞是紧凑型物体合并的家庭照片的难以捉摸的缺失片, "追逐Kimball是一位西北大学研究生,他是新论文的许多共同作者中。 "完成此图片对于限制紧凑型物体形成和二进制演进的宿主的宿主至关重要。这些模型固有的是他们对黑洞和中子恒星在自己之间合并的速率的预测。通过这些检测,我们终于在所有三类紧凑型二元兼并中测量了合并率。"

Ligo Livingston和Virgo均从1月5日的黑洞/中子星兼并于2020年1月5日之前拾取了信号,指定为GW200105。但信号在Livingston探测器中只有非常强烈,而Ligo-Hanford在当时的离线线,所以合作无法精确地定位在天空中的合并的位置。他们只能将其缩小到一个大约34,000倍满月的面积。然而,该团队仍然能够推断出该信号来自混合的合并,涉及一个大约九个太阳能群众的黑洞,中子明星约为1.9太阳能群众,距离约900万光年。

然而,当来自第二个黑洞/中子星合并(指定GW200115)的信号到达1月15日的信号时,所有三个探测器都在线。该事件涉及六个太阳能群体的黑洞与大约1.5个太阳能群众的中子之星合并,并且该团队能够缩小合并'距离满月尺寸约3000倍的区域。基于对这两个事件的分析,Ligo-Virgo研究人员认为,考虑到各种探测器的当前灵敏度,这一点可能发生这种混合合并。

"在诱人的发现之后,在2020年6月宣布的黑洞合并之后,与谜团的黑洞合并,这可能是最庞大的中子明星,它令人兴奋的是,检测明确识别的混合并购现在,我们的理论模型预测,"西北大学共同作者Chicky Kalogera表示。 "定量匹配所有三种人口类型的速率约束和属性将是回答原始问题的强大方法。"

至于这些混合系统的形式首先,一种可能性是已经互相绕着两颗恒星,具有足够的群众,他们走了超级,留下了一个黑洞和中子星。或者,可以是中子恒星和黑洞在这种混合的混合器中与超新加达爆炸分开形成,并且最终朝向彼此漂移以形成二元系统。这将更有可能发生在球状集群中,这具有更高的恒星密度。天体物理学家可以在给定的混合合并中旋转黑洞的方向,以便是这两个机制中的哪一个导致了合并' s形成。

这是所谓的多信使天文学的时代,所以世界各地的天文学家反过来追捕他们的望远镜中的任何闪光,这可能是那些合并的伴随的电磁签名,无济于事。这可能是因为合并到目前为止发生的事实;由于它到达我们的望远镜时,所产生的任何光线都会太晕为微弱。它也可能没有伴随的光展示,因为黑洞只是吞下了中子星整体。

"这些不是事件,其中黑洞在中子恒星上像饼干怪物和折叠鲈鱼和碎片,"该威斯康星大学帕特里克布拉德(Milwaukee)联合主管科学合作。 "那个'删除'是什么会产生光线,我们不认为发生在这些情况下。"

自从Ligo,Virgo和Kagra目前有许多这样的发现,因为Ligo,Virgo和Kagra目前正在为其探测器做出额外的改进,以准备新夏天的新运行。凭借这些升级,他们估计他们可以检测到每天一对一的重力。

"我们现在看到了与中子恒星合并的黑洞的第一个例子,所以我们知道他们'重新出局," 同创玛雅鱼巴赫,也来自西北部。 "但是,在那里仍然如此,我们不知道关于中子恒星和黑洞 - 他们可以获得小或大,他们可以旋转多大程度,他们如何搭配成合并合作伙伴。 随着未来的引力波数据,我们将拥有统计数据来回答这些问题,并最终了解我们宇宙中最极端的物体。"