当前位置: 主页 > 推荐产品 > 恒星级双黑洞绕转超大质量黑洞也会辐射引力波
  引力波,曾是爱因斯坦在1916年发表的广义相对论的一项重要预言——大意是指,有质量的物体,会使它周围的时空发生扭曲,在空间中发出类似水波一样的“涟漪”。
 
  黑洞相互旋转产生引力波黑洞相互旋转产生引力波
 
  而由于技术和观测手段所限,引力波在一百年来都只停留在理论层面。直到2016年初,引力波天文台LIGO首次公布了来自银河系外合并的双黑洞系统的引力辐射。这一发现将爱因斯坦引力波的理论从预言变为了实证,也开启了引力波天文学新时代。
 
  而在这之后,更多的“引力波事件”被观测和证实——科学家们先后发现了五次双黑洞并合和一次双中子星并合事件。
 
  类似两掌相击只能发出一声,两个黑洞(或两个中子星)参与的碰撞事件也只能发出一个信号。与此同时,引力波源发出的信号(啁啾信号)有一个鲜明的特点:它们的频率会随着时间的推移变得越来越高。
 
  如果把双星合并引力波源比作宇宙中的乐器,那么它只能在宇宙中一直做“爬音”练习,随时间延续奏出频率越来越高的声音,但是却不能同时奏出高低不同的两个声部。那么,假如有一天,宇宙中传来了“高低声部二重奏”的引力波,它会是如何形成的呢?
 
  近日,来自北京大学的陈弦研究员和上海天文台的韩文标研究员共同合作,就阐释了这样一类新的引力波源的形成和演化过程。这一结果已发表在9月10号出版的自然子刊《通讯物理》(Communications Physics)上。
 
  那么,这一新理论中提到的引力波究竟是“何方神圣”?它对引力波天文学的后续研究又有何意义?我们采访了这项的研究者——陈弦和韩文标,请他们详细解答了这一理论的价值。
 
  现在已知的引力波源来自于恒星级双黑洞的并合以及双中子星的并合。我们至今已经观测到5次双黑洞的碰撞(其中一次未完全确认),这些黑洞的质量差不多在10-30太阳之间。去年8月17号,还观测到了双中子星的碰撞事件,除了引力波外,还辐射出大量电磁信号。这些引力波都是由两个致密天体的碰撞产生的,还没有看到三个天体产生的引力波信号。但科学家已经设想了多种三体系统中发出引力波的可能性,我们的研究是其中的一种,而且是很特别的一种。
 
  至今已经观测到5次双黑洞碰撞(其中一次未完全确认)和一次双中子星的碰撞事件。图片来源:LIGO至今已经观测到5次双黑洞碰撞(其中一次未完全确认)和一次双中子星的碰撞事件。图片来源:LIGO
 
  我们本次研究讨论了一个三体系统构成的引力波源。具体来说,它是由一个百万太阳质量以上的超大黑洞捕获一对恒星级双黑洞形成的。之前的研究普遍认为小的双黑洞要么早早相撞合二为一、要么被大黑洞的潮汐力拆散。而我们的研究表明,恒星级双黑洞有机会一直存活到距离大黑洞很近的地方,这样一来,恒星级双黑洞可以在大黑洞视界附近并合,并辐射引力波;同时,恒星级双黑洞绕转超大质量黑洞也会辐射引力波。我们把这个系统命名为极端质量比旋进双星(b-EMRI)。


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