西北大学 各种小型物体的质量集合
该图显示了通过引力波探测到的黑洞(蓝色)、中子星(橙色)和性质不确定的致密物体(灰色)
每个紧凑的二进制合并对应于三个紧凑的对象:两个合并对象和最终的合并残余
信用:亚伦M
盖勒，西北大学和弗兰克·埃拉夫斯基，LIGO-处女座 包括西北大学天文学家在内的一项国际研究合作产生了迄今为止最详细的黑洞家族画像，为黑洞如何形成提供了新的线索
对最新可用的引力波数据进行了深入分析，得出了丰富的描述，并对爱因斯坦的广义相对论进行了多次测试
(理论通过了每次测试
) 组成LIGO科学合作(LSC)和处女座合作的科学家团队现在正在分享其发现的全部细节
这包括经得起审查的新引力波探测候选者——多达39个，代表各种各样的黑洞和中子星——以及综合所有观察结果的新发现
这39个事件平均每周观察一次以上
这些观测可能是解决双星如何相互作用的许多谜团的关键
对双星如何演化的更好理解对整个天文学都有影响，从系外行星到星系的形成
详细情况在三份相关论文中进行了报道，这些论文将于10月10日预印
28 at arxiv
（同organic）有机
这些研究也提交给了同行评议的期刊
这些研究所基于的引力波信号是在第三次观测运行的前半部分被探测到的，这次观测运行名为O3a，由美国国家科学基金会的激光干涉引力波观测站(LIGO)和意大利的处女座组成，前者是一对相同的4公里长的干涉仪，后者是一个3公里长的探测器
这些仪器可以探测来自许多来源的引力波信号，包括碰撞黑洞和碰撞中子星
“引力波天文学是革命性的——向我们揭示了黑洞和中子星隐藏的生命，”LSC成员和论文作者克里斯托弗·贝瑞说
“在仅仅五年的时间里，我们已经从不知道二元黑洞的存在发展到拥有超过40个的目录
第三次观测比以往任何时候都有更多的发现
将它们与早期的发现结合起来，描绘了宇宙中丰富多样的二进制数的美丽图景
" 这张图片展示了两个黑洞的合并和引力波，引力波随着黑洞相互螺旋向外波动
信用:LIGO电信
派尔 贝里是美国西北大学天体物理学跨学科探索和研究中心的客座研究教授，也是格拉斯哥大学的讲师
其他西北大学的作者包括CIERA成员玛雅·菲什巴赫和蔡斯·金博尔
CIERA是一个在理论、模拟和观测领域研究黑洞、中子星、白矮星等的广泛研究团队的所在地
作为合作的一员，西北大学的研究人员分析了来自引力波探测器的数据，以推断探测到的黑洞和中子星双星的特性，并对这些发现提供天体物理学解释
论文总结如下: “目录论文”详细描述了从O3a的前半部分开始的黑洞和中子星的探测，使那个时期的候选探测总数达到39个
这一数字大大超过了前两次观察运行的检测结果
(第一次运行有三次引力波探测，第二次有八次
)之前宣布的O3a探测包括质量间隙中的一个神秘物体(GW190814)和同类中第一个中等质量黑洞(GW190521)
在“人口论文”中，研究人员重建了黑洞人口的质量和自旋分布，并估计了双星的合并率
这些结果将有助于科学家理解塑造这些系统形成的详细天体物理过程
这种对黑洞质量分布的更好理解，以及对黑洞自旋可能错位的认识，表明双星黑洞可能有多种形成方式
利用目录论文中报告的一组检测结果，研究人员通过将所有内容结合在一起进行了详细的分析
在他们所谓的“测试广义相对论论文”中，作者对爱因斯坦的广义相对论进行了限制
该理论顺利通过，他们更新了对潜在修改的最佳测量
“到目前为止，LIGO和处女座的第三次观测已经产生了许多惊喜，”费什巴赫说，他是美国宇航局爱因斯坦博士后和LSC成员
“在第二次观测运行之后，我以为我们已经看到了整个二元黑洞的光谱，但是黑洞的景观比我想象的要丰富和多样得多
我很高兴看到未来的观察将教会我们什么
" 菲什巴赫协调撰写了人口论文，该论文概述了合作者对合并黑洞和中子星家族的性质的了解
这张由计算机模型生成的图片显示了在一个致密球状星团的中心发现的多个黑洞
信用:亚伦M
盖勒，西北大学/中国国际经济研究中心 贝里作为全球团队的一员，帮助协调分析，以推断检测的属性，他还担任LSC编辑委员会的目录审查员，并测试广义相对论论文
研究生蔡斯·金博尔是LSC的一名成员，他为人口论文贡献了兼并率的计算结果
金博尔由贝里和维基·卡洛吉拉共同担任顾问，后者是西北大学LSC研究组的首席研究员、中国国际经济研究中心主任和丹尼尔·伊
林泽大学温伯格文理学院物理学和天文学特聘教授
今年三月，LIGO和处女座探测器完成了最新的观测
这三篇论文中分析的数据收集于2019年4月1日至10月
1, 2019
研究人员正在分析观测运行的后半部分O3b的数据
探测器计划在明年增加探测范围后恢复观测
“合并黑洞和中子星双星是一个独特的实验室，”贝里说
“我们可以用它们来研究重力——迄今为止爱因斯坦的广义相对论已经通过了所有的测试——以及大质量恒星如何生活的天体物理学
LIGO和处女座改变了我们观察这些双星的能力，随着探测器的改进，发现的速度只会加快
"
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