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对两个旋转方向不同的黑洞合并产生的引力波(如图所示)的检测表明,它们出生在非常不同的地方。
如果是这样,这是第一次发现这种合并。
引力波天文台数据中隐藏的信号暗示着两个黑洞的碰撞,这两个黑洞显然出生在不同的地方。像激光干涉仪引力波天文台(LIGO)这样的实验所看到的几乎所有时空涟漪都来自黑洞和中子星之间的碰撞,它们可能是近亲(SN:1/21/21)。它们曾经是在同一时间、同一地点诞生的成对恒星,最终在老年时坍缩形成绕轨道运行的黑洞或中子星。
现在,在美国LIGO及其位于意大利的姊妹天文台Virgo的现有数据中发现的一对新发现的黑洞联姻似乎是一对不相关的。研究人员在《Physical Review D》出版的一篇论文中报告称,这一证据源于它们合并为一个黑洞时是如何旋转的。出生在同一个地方的黑洞在围绕彼此旋转时,往往会使其旋转方向对齐,就像一对玩具陀螺在桌子上旋转一样。但在这种情况下,这对行星在各自的自旋和轨道之间没有相关性,这意味着它们出生在不同的地方。普林斯顿大学的物理学家赛斯·奥尔森说:“这告诉我们,我们终于发现了一对黑洞,它们必须来自非衰老通道。”
之前在引力波观测中发现的事件表明,背洞并没有完全对齐,但大多数距离足够近,足以强烈暗示家庭关系。奥尔森和他的同事通过筛选LIGO-Virgo合作发布给公众的数据发现,新的检测结果是不同的。其中一个黑洞实际上是在倒转。
除非两个黑洞来自不同的地方,否则这不容易发生。它们可能是在恒星生命后期相遇的,而黑洞中的同生物似乎构成了引力波观测的大部分。除了不相关的黑洞之间的合并,奥尔森和他的合作者还发现了其他九个黑洞合并,这些黑洞合并在之前的LIGO-Virgo研究中失败了(SN:8/4/21)。
“这实际上是这种分析的一件好事,”LIGO科学合作发言人帕特里克·布雷迪说,他是威斯康星大学密尔沃基分校的物理学家,与这项新研究无关。“我们以其他人可以使用的格式交付数据,然后[他们]将有机会尝试新技术。”为了在其他研究人员已经检查过的数据中收集如此多的新信号,奥尔森的团队将分析标准降低了一点。
“在10个新的黑洞中,”奥尔森说,“统计上,大约有3个可能来自噪声”,而不是确定的黑洞合并检测。假设黑洞和陌生人的合并不是错误的信号之一,它几乎可以肯定地讲述了一个黑洞历史的故事,与迄今为止看到的其他故事不同。
奥尔森说:“这不太可能来自两个在其整个生命周期内一直在一起的黑洞。”。“这一定是一次捕获。这很酷,因为我们终于能够开始探测(黑洞)人口的那个区域。”
布雷迪指出,“我们对黑洞合并理论的理解还不够透彻,无法自信地预测所有这些类型的事情。”但最近的研究可能为引力波天文学带来了新的、有趣的机遇。“让我们按照这条线索来看看它是否真的反映了一些罕见的东西,”他说。“我们也会学到其他东西。”