“神秘巨人”暗示首次探測到黑洞三元組

背景嗡嗡聲中的奇怪信號是由兩個人合并產生的黑洞可能是有史以來第一次探測到由三個恒星質量的黑洞組成的系統，這些黑洞被鎖定在引力華爾茲中。

根據對 LIGO-Virgo-KAGRA 合作數據的新分析，來自 2019 年二進制的數據黑洞碰撞顯示出異常加速度的跡象，表明存在第三個黑洞.

“這是國際上首次發(fā)現雙星中第三個致密天體的明確證據黑洞合并事件”天文學家韓溫彪說中國科學院院長。

“它揭示了GW190814中的雙黑洞可能不是孤立形成的，而是更復雜的引力系統的一部分，為雙黑洞的形成路徑提供了重要的見解。”

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自首次檢測到引力波早在 2015 年，科學家們對一些300 次左右的合并– 雙黑洞最終完成軌道衰變并碰撞的事件，合并成一個物體并發(fā)出引力波在時空結構中蕩漾。

天文學家可以分析這些漣漪中的信號，以確定所涉及的黑洞的質量，一些合并暗示了我們所說的分層合并——一系列合并導致越來越大的黑洞。

這是因為恒星質量黑洞在形成時有一個質量上限——一顆大質量恒星變成超新星并脫落其外層，留下一個在自身引力下坍縮成為黑洞.

在某個恒星質量上方，整個套件和 kaboodle 就會完全爆炸，包括核心和所有東西，除了碎片之外什么也沒留下——所以如果黑洞檢測到超過該限值，科學家推斷說黑洞是先前合并的產物。

GW190814不涉及黑洞超過質量限制。恰恰相反，其中一個黑洞被認為是迄今為止檢測到的同類產品中最小的，小到搖搖欲墜，幾乎要成為中子星– 質量僅為我們太陽質量的 2.6 倍。

其他黑洞涉及的質量要大得多，約為 23 個太陽質量。這個質量比超出了恒星演化模型的預測——雙星通常預計由兩個大小相當的物體組成。

由中國科學院楊樹成領導的一個團隊認為，這種質量比表明了復雜的過去;一對黑洞，由第三個更大的物體的引力拉在一起，雙星圍繞該物體運行。

因此，他們仔細研究了引力波數據。由于圍繞第三個黑洞的軌道運動，一對圍繞較大三分之一的黑洞應該沿視線表現出額外的加速度黑洞.研究人員研究了這將如何體現，然后將他們的模型與GW190814的數據進行了比較。

根據他們的模型，數據表明視線加速度是真空中光速的 0.0015 倍，置信度約為 90%——暗示存在第三個看不見的黑洞.

這個結果可能意味著黑洞至少在某些情況下，合并可能發(fā)生在比我們所知道的要復雜得多的情況下。數據中甚至可能隱藏著更多關于這些和其他復雜情況的暗示，等待有人開發(fā)工具來辨別它們。

此外，該發(fā)現通過驗證黑洞可以進行合并的三元制。

LIGO-Virgo-KAGRA 引力波觀測站的下一次觀測預計將提供大量新數據黑洞合并。也許它還會揭示它們發(fā)生的環(huán)境，以及它們發(fā)生的不同方式黑洞相互作用可以在整個宇宙中進行。

該研究已發(fā)表在天體物理學雜志快報.

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