马里兰大学 两个黑洞向内螺旋并融合，发出引力波的数值模拟
模拟的引力波信号与2019年5月21日LIGO和处女座引力波探测器的观测结果一致
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费舍尔
普发，甲
布南诺(马克斯·普朗克引力物理研究所)，模拟极端时空(SXS)合作
科学家们观察到一个看似巨大的黑洞与一个更普通的黑洞纠缠在一起
包括马里兰大学物理学家在内的研究小组探测到两个黑洞合并，但其中一个黑洞的质量是黑洞碰撞中观察到的任何一个黑洞的1.5倍
研究人员认为这对黑洞中较重的一个可能是两个黑洞之前合并的结果
这种类型的黑洞等级组合在过去被假设过，但是观察到的事件，标记为GW190521，将是这种活动的第一个证据
激光干涉仪引力波观测站(LIGO)科学合作(LSC)和处女座合作在2020年9月2日发表在《物理评论快报》和《天体物理学杂志快报》上的两篇论文中宣布了这一发现
科学家们通过探测在合并的最后时刻产生的引力波——时空结构中的波纹——来识别合并的黑洞
位于路易斯安那州利文斯顿和华盛顿州汉福德的双LIGO探测器和位于意大利比萨附近的处女座探测器于2019年5月21日探测到了来自GW190521的引力波
“这对黑洞中较大黑洞的质量使其处于常规天体物理过程无法预料的范围内，”UMD大学物理学教授、LSC首席研究员、LSC观测科学协调员彼得·肖汉说
“它看起来太大了，不可能是由坍缩的恒星形成的，而坍缩的恒星通常是黑洞的来源
" 合并对中较大的黑洞质量是太阳的85倍
新论文提出的一种可能的情况是，更大的物体可能是先前黑洞合并的结果，而不是一颗坍缩的恒星
根据目前的理解，能够产生质量比太阳大65到135倍的黑洞的恒星在死亡时不会坍缩
因此，我们不期望它们形成黑洞
“从一开始，这个只有十分之一秒长的信号就向我们提出了挑战，要求我们确定它的来源，”亚历山德拉·布南诺说，她是UMD大学公园的教授，也是LSC的首席研究员，同时被任命为德国波茨坦的马克斯·普朗克引力物理研究所所长
“但是，尽管持续时间很短，我们还是能够将信号与爱因斯坦的广义相对论所预测的黑洞合并相匹配，我们意识到，我们第一次见证了一个中等质量黑洞的诞生，这个黑洞的母体很可能是由早期的双星合并而成的
" 两个黑洞向内螺旋并融合，发出引力波的数值模拟
模拟的引力波信号与2019年5月21日LIGO和处女座引力波探测器的观测结果一致
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费舍尔
普发，甲
布南诺(马克斯·普朗克引力物理研究所)，模拟极端时空(SXS)合作
GW190521是最近三个引力波发现之一，这些发现挑战了目前对黑洞的理解，并允许科学家以新的方式测试爱因斯坦的广义相对论
另外两个事件包括首次观测到的两个质量明显不相等的黑洞的合并，以及一个黑洞和一个神秘物体的合并，这个神秘物体可能是迄今观测到的最小的黑洞或最大的中子星
一篇描述后者的研究论文发表在2000年6月23日的《天体物理学杂志快报》上，而一篇关于前者的论文将很快发表在《物理评论D》上
“这三个事件都是新奇的，其质量或质量比我们以前从未见过，”肖汉说，他也是UMD和美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心合作的联合太空科学研究所的成员
“因此，我们不仅对黑洞有了更多的了解，而且由于这些新的性质，我们能够看到这些致密天体周围的重力效应，这是我们以前从未见过的
它给了我们一个以新的方式检验广义相对论的机会
" 例如，广义相对论预言，质量明显不相等的双星系统会产生高次谐波的引力波，这正是科学家们首次能够观察到的
“当我们说高次谐波时，我们的意思就像是用同一种乐器演奏的二重奏和用不同的乐器演奏的二重奏之间的声音差异，”布楠诺说，她和她的LSC小组开发了观察谐波的波形模型
“双星的子结构和复杂性越多——例如黑洞的质量或自旋不同——发射的辐射光谱就越丰富
" 除了这三个黑洞合并和一个先前报道的双星合并之外，从2019年4月到2020年3月的观测还发现了52个其他潜在的引力波事件
这些事件被发布到一个由LIGO和处女座合作成员开发的公共警报系统中，该项目最初由肖汉牵头，以便其他科学家和感兴趣的公众成员能够评估重力波信号
“引力波事件正在被定期检测，”肖汉说，“其中一些被证明具有显著的性质，这扩展了我们对天体物理学的了解
"
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