【突发】10亿光年外两颗黑洞竟又干这种事儿!

【突发】10亿光年外两颗黑洞竟又干这种事儿!

据科技日报报道,美国时间11月15日(北京时间16日),激光干涉引力波天文台(LIGO)官方网站发布消息,再次宣布接收到来自太空的引力波信号。而在目前通过引力波探测到的双黑洞中,形成此次引力波信号的双黑洞“体重”最轻。

这次宣布的信号被命名为GW170608,由距地球约10亿光年的两个黑洞并合形成。它们质量相对较轻,分别是7倍和12倍太阳质量。这次合并最终留下一个18倍太阳质量的黑洞,这意味着在碰撞过程中,相当于1个太阳质量的能量被转化为引力波释放出来。

GW170608实际是LIGO升级后第二轮运行期间探测到的第二个黑洞并合引力波,于美国东部时间6月7日被LIGO的两个探测器分别探测到,但由于需要优先研究另外两个引力波信号GW170814和GW170817而被推迟宣布。

前者为LIGO-Virgo合作确认的第一个引力波事件,后者为人类探测到的第一个由双中子星并合形成的引力波。国家天文台研究员苟利军说,激光干涉引力波天文台(LIGO)与处女座(Virgo)引力波探测器于今年8月1日开始联合探测引力波,此次引力波信号GW170608由LIGO独立发现。

在目前LIGO和Virgo探测到的双黑洞中,此次形成引力波GW170608的双黑洞“体重”最轻。它们的质量与能通过电磁辐射探测到的黑洞质量相当。这是科学家首次通过引力波发现这类黑洞。

【突发】10亿光年外两颗黑洞竟又干这种事儿!

迄今为止探测到的黑洞合并个数及其质量

这一发现将使天文学家能够从引力波观测得到这类黑洞的性质,并将其与从X射线观测中发现的黑洞性质进行比较,填补这两类观测之间缺失的一环。

尽管它们的体积相对较小,但GW170608对应的黑洞将极大地促进多信使天文学的发展,引力波天文学家和电磁天文学家将能共同努力,揭开黑洞的神秘面纱。

什么是引力波?

在物理学上,引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生的波纹一样,引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。通常引力波的产生非常困难,地球围绕太阳以每秒30千米的速度前进,发出的引力波功率仅为200瓦,还不如家用电饭煲功率大。

宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件才可以形成强大的引力波,但能产生这种较强引力波的波源距离地球都十分遥远,传播到地球时变得非常微弱。

1974年物理学家约瑟夫·泰勒(Joseph Hooton Taylor, Jr)和拉塞尔·赫尔斯(Russell Alan Hulse)发现了一颗编号为PSR B1913+16的脉冲星,他们发现该脉冲星处于双星系统中,其伴星也是一颗中子星。根据广义相对论,该双星系统会以引力波的形式损失能量,轨道周期每年缩短76.5微秒,轨道半长轴每年减少3.5米,预计大约经过3亿年后发生合并。

自1974年,泰勒和赫尔斯和对这个双星系统的轨道进行了长时间的观测,观测值和广义相对论预言的数值符合得非常好,这间接证明了引力波的存在。泰勒和赫尔斯也因这项工作于1993年荣获诺贝尔物理学奖。