超wm研究人员在寻找难以捉摸的黑洞与中子星合并方面起着主导作用

研究人员首次证实了检测到黑洞和中子星之间的碰撞。事实上,科学家们没有发现,只有两个这样的事件发生在2020年1月10日。

极端事件在空间中溅起,在空间中掀起了至少9亿光年的引力波浪涟漪。在每种情况下,中子星可能被其黑洞伴侣吞下整体。

该发现是由一个国际科学家团队制定,其中包括UWM的引力,宇188体育平台app宙学和天体物理学中心的22名成员。

引力波是由运动中巨大的物体产生的时空曲率的扰动。在五年后,自首次测量了波浪,导致了一个发现2017年诺贝尔物理学奖,研究人员已经识别了来自黑洞对和中子恒生对的合并的50多个引力波信号。黑洞和中子恒星都是大型恒星的尸体,黑洞比中子恒星更加大。

两个检测在10天内

在这项新研究中,科学家宣布发现了两个罕见事件的引力波,每个事件都涉及一个黑洞和一个中子星的碰撞。引力波是由美国国家科学基金会的激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利的处女探测器探测到的。

论文中的一些UWM团队成员包括(从后排左起顺顺)Jolien Creighton教授、Soichiro Morisaki、Patrick Brady教授、Brandon Piotrzkowski、Sean Fanning、Pratyusava Baral、Daniel Wysocki、Naresh Adhikari和Anarya Ray。(UWM图/ Troye福克斯)

第一次合并是在2020年1月5日探测到的,涉及一个质量约为太阳质量9倍的黑洞和一个质量为太阳质量1.9倍的中子星。第二次合并是在1月15日检测到的,涉及一个6个太阳质量的黑洞和一个1.5个太阳质量的中子星。的结果出版了6月29日《天体物理学杂志快报

天文学家花了几十年的时间寻找银河系(我们的家园星系)中围绕黑洞运行的中子星,但在2020年之前没有发现过,UWM的物理学教授Jolien Creighton说,他领导了发现这一事件的LIGO科学协作小组。Creighton说:“目前还不清楚是否存在这样的双子星。”

有了这个新发现,“我们终于可以开始了解有多少这样的系统存在,它们合并的频率,以及为什么我们还没有在银河系中看到这样的例子,”法国尼斯Côte d 'Azur天文台的研究员阿斯特里德·兰伯特(Astrid Lamberts)说。Lamberts是UWM引力、宇宙学和天体物理学中心的前博士后研究员。

位置不确定

两个事件中的第一个,GW200105,是由LIGO的Livingston和Virgo探测器观测到的。位于华盛顿汉福德的另一个LIGO探测器暂时处于离线状态。根据引力波的性质,研究小组推断,该信号是由一个黑洞与一个1.9个太阳质量的致密物体相撞引起的,这个物体后来被确定为中子星。这次合并发生在9亿光年之外。

因为只有一个探测器发出的信号很强烈,合并在天空中的位置仍然不确定,它位于一个比满月大3.4万倍的区域。

由Ligo探测器和Virgo检测器检测到第二个事件GW200115。GW200115来自一个带有1.5太阳能中子星的黑洞的合并,在一个区域的地球上发生大约10亿光年,这是满月尺寸的3000倍。

“以天文标准来看,两者都是非常大的一片天空,”超wm大学物理学教授、LIGO科学合作组织发言人帕特里克·布雷迪(Patrick Brady)说。“但我们认为GW200115发生的区域只有GW200105发生区域的十分之一。”

不喜欢饼干怪物

在引力波中检测到后,天文学家很快就会发出警报,然后搜索过的天空以进行相关的闪光。没有发现。由于与这些合并的距离大,这意味着任何光线来自它们,就是无论波长如何,都会非常暗淡,甚至是甚至是最强大的望远镜的难以检测。此外,在任何情况下,合并可能没有放弃光明展示,因为他们的黑洞足够大,以至于它们吞下了中子恒星的整体。

这些事件并不是黑洞大嚼饼干怪兽(Cookie Monster)那样的中子星,并四处投掷碎片的事件。这种‘摇摆’会产生光,我们认为这种情况不会发生。”布雷迪说。

除了布拉迪和Creighton之外,UWM的其他人还参加了发现。博士后研究人员Iuichiro Morisaki是分析数据的关键贡献者,以确定系统的性质,例如两个身体的群众。

“这对于理解这是一个中子星/黑洞双星非常重要,”克莱顿说。“较轻的物体的质量正好适合成为中子星,而较重的物体又太重,不可能成为中子星,所以它一定是黑洞。”

两位UWM研究生Anarya Ray和Vinaya Valsan,制定了这些系统在宇宙中合并的经常频率。

研究人员很有把握地观察了两个黑洞与中子星合并产生的引力波的例子,现在他们估计,在距离地球10亿光年的范围内,大约每个月都会发生一次这样的合并。

布雷迪说:“LIGO、室女座和KAGRA的探测器组正在改进他们的探测器,为下一次的观测运行做准备,预计将于2022年夏天开始。”“随着灵敏度的提高,我们希望能够每天检测一次合并波,并更好地测量黑洞和组成中子星的超密度物质的属性。”

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