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天文学家利用引力波探索黑洞起源

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发布时间:2017年09月13日 来源:中新网—科技日报

  英国《自然》杂志近日发表的一篇天体物理学论文称,科学家对3个引力波信号和另外一个潜在的引力波信号所做的最新分析,增进了科学界对双黑洞的形成与演变的理解,也意味着人们距最终确定“双黑洞形成理论”为时不远。

  研究合并中的双黑洞所产生的引力波,能够为认识双黑洞系统的形成提供宝贵线索。一般认为,至少存在两种不同的双黑洞形成场景,而研究双黑洞的自旋(黑洞赖以形成的物质的角动量)合并,可以验证这些相互排斥的理论。如果双黑洞源自共生的一对恒星,则它们的自旋应是对齐的;如果源自已经坍缩的恒星之间的动态互相作用,则可能是不对齐的。

  此次,英国伯明翰大学天体物理学家威尔·法尔及其同事检查了4次黑洞合并事件的自旋特性,其中3次(引力波GW150914, LVT151012, GW151226)最初是在2015年检测到的,另一次(GW170104)在2017年检测到。如果这些黑洞的自旋速度与在银河系观测到的黑洞一样,则意味着,合并发生在恒星已经成为黑洞之后。

  研究团队指出,至多只需要再检测到10次此类事件,就应能可信地确认双黑洞的起源。而在此之前,甚至在2016年6月,LIGO(激光干涉引力波天文台)再次宣布探测到引力波信号来源于距离地球14亿光年的两个黑洞并合时,人们还认为,至少需要更大量的检测才能达到这样的信度水平。

  在该论文随附的新闻与观点文章中,美国宾夕法尼亚州立大学的斯坦恩·西于尔兹松认为,该研究结果“意义重大”,因为其指明了验证主要的双黑洞形成理论需要多少数据,而且表明所需的观测数量有望在不久的未来即可实现。(记者 张梦然)

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