作者琳达·B
康奈尔大学格拉泽 信用:NASA 开枪,后坐力可能会把你打退
在一个双星系统中合并两个黑洞,失去动量会给合并的黑洞带来类似的反冲——一种“踢”
加州理工学院的天体物理学家、康奈尔大学艺术与科学学院即将上任的克拉曼研究员维贾伊·瓦尔马说:“对于一些双星来说,这种反冲可以达到每秒5000公里,比大多数星系的逃逸速度都要快。”
瓦尔马和他的同事开发了一种新方法,利用引力波测量来预测最后一个黑洞何时会留在其宿主星系中,以及何时会被弹出
瓦尔马说,这样的测量可以为重黑洞的起源提供一个关键的缺失部分,也可以为星系演化和广义相对论的测试提供见解
他是《从黑洞合并信号中提取引力反冲》的主要作者,该书于3月13日发表在《物理评论快报》上,并与麻省理工学院的马克西米利诺·伊西和西尔维娅·比斯科瓦努合著
当黑洞在双星系统中运行时,它们的引力波带走能量和角动量,这导致双星系统向内螺旋收缩
当一个系统存在不对称时,例如质量不相等,引力波不会在所有方向上均匀发射,这会导致线性动量的净损失,从而导致反冲
大部分反冲就发生在合并的附近,这可能导致一个足够大的反冲,将新合并的黑洞从它的宿主星系中抽出
这个模拟显示了一个35太阳质量的黑洞和一个25太阳质量的黑洞的合并,随后是最终黑洞的反冲(反冲)
电影在合并后被加速以突出亮点
箭头表示黑洞的旋转——它们与轨道角动量(粉色箭头)相互作用,导致轨道平面随着双星的演化而摆动
蓝色和红色的球体表示碰撞中产生的引力波模式
信用:Vijay Varma 研究人员的模型是基于超级计算机模拟,用数值方法解决爱因斯坦的广义相对论方程
这些模拟是模拟极限时空(SXS)合作项目下更大的研究工作的一部分,该项目包括来自加州理工学院和康奈尔大学的研究小组
索尔·特科斯基,康奈尔大学的汉斯·阿
贝特物理学教授担任组长
“这项研究展示了引力波信号是如何以一种意想不到的方式被用来了解天体物理现象的,”特科尔斯基说
“人们曾认为,我们需要等上十多年,才能找到足够灵敏的探测器来完成这类工作,但这项研究表明,我们现在确实可以做到——非常令人兴奋!” 虽然LIGO和处女座公布的现有公开可用的引力波信号不足以进行良好的反冲测量,但根据作者的说法,随着这些探测器在未来几年的改进,这种方法将能够可靠地测量反冲
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