对宇宙的新研究发现,大量星系中心的黑洞都在合并产生引力波

宇宙的奇迹 2018-04-10 09:47:36

由利物浦约翰摩尔斯大学的博士生Joseph Fernandez领导的一项新研究表明,引力波可能会在很多星系中心形成。他于近日在利物浦举办的欧洲天文与空间科学周上发表结论说。

引力波是在宇宙中传播的时空小涟漪。

天文学家对星体合并现象很关注,“婴儿黑洞”在最终被它的超大质量“黑洞母亲”吞并时,将产生很强的引力波爆发,在爆发中大约有10%的小黑洞质量转化成引力波,出现一个持续几小时强度极大的信号。科学家确信宇宙中存在两类产生引力波的事件:一是星际黑洞产生的引力波,二是镶嵌在吸积盘里的黑洞产生的引力波。这两类事件产生的引力波的声音显著不同,星际黑洞产生的引力波的声音是一系列复杂的爆破声,而镶嵌在吸积盘里的黑洞产生的引力波声音则很像连续不断的哮喘声。根据探测到的引力波,不仅可以测出有没有黑洞,而且还可以测出是哪一种黑洞。

当地球上的气压发生变化时,这种变化就会以声波的形式向外移动。类似地,当一对紧凑物体(如黑洞或中子星)形成双星系统并彼此旋转时,它们周围的引力场会发生变化,从而也产生向外移动的引力波。

这种现象是阿尔伯特爱因斯坦在1915年预测的。这些波纹的幅度预计会很小,以至于爱因斯坦认为它们永远不会被检测到。然而,在2015年,预测后的一个世纪,引力波首次被直接观测到,相关科学家并因此获得了诺贝尔物理学奖。

这些由恒星级天体形成的黑洞(大约相当于太阳质量的30倍),它们凑在一起并最终合并。

从那以后,据报道还有4个已确认的引力波观测数据是源于这些天文事件,而随着LIGO和VIRGO的改进目前正在进行中,我们预计在不久的将来会看到更多。

这些观察表明,黑洞合并在宇宙中是司空见惯的。但是,我们仍然不确定这些双星系统是如何形成的。这是因为它们需要非常接近并且以非常偏心的轨道才能合并形成可观测到的引力波。

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