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gw190521:具有中间质量的黑洞作为残余最巨大的黑洞碰撞

2020年9月2日

gw190521是一个破纪录的引力波观测彻底变革我们关于如何形成黑洞的知识,并提供了新的方法来研究引力理论。

什么是gw190521事件?

所述gw190521事件是85质量的两个黑洞和我们在二进制系统太阳的66倍质量的碰撞时发出的引力波信号,从而形成块的残余黑洞142倍的太阳质量。它是由该大致5 gigaparsecs远的源极,当宇宙是大约一半的年龄,使得它的最远重力波来源之一迄今检测生成的。

在一个紧凑的二进制系统(参见图2),两个黑洞inspiral,来更接近彼此,在大规模的碰撞最终和发射引力波的爆裂。在结束时,系统稳定于单个最终黑洞。这种信号有三个阶段 - inspiral阶段,合并阶段和振铃阶段。较重的双星系统从我们检测的最低检测频率迅速传递到聚结,从而引发更短的信号。从gw190521的信号的观察到的持续时间为0.1秒。

 

 

 

图2:表示从两个黑洞在二进制轨道碰撞引力波信号的三个不同的制度卡通..

是什么让一个gw190521有趣的事件?

  • 最后的黑洞不仅是最巨大的黑洞在所有的LIGO处女座黑洞检测,到目前为止[见。图3]而且所述第一中间质量(即太阳100-100,000倍)黑洞由LIGO-室女座探测器观察到。
  • 从两个特别大质量黑洞碰撞发起,该事件给了测试爱因斯坦的广义相对论的独特机会。
  • 这非常重对恒星质量黑洞的双星系统挑战我们对黑洞形成的认识。

图3:在恒星墓地的质量(在太阳质量)点击这里全分辨率图像此图显示黑洞的质量通过引力波观测(蓝)测量的电磁观测(紫色),黑洞检测,中子星测量通过引力波(橙色)检测到的电磁观测(黄色),以及中子星。 gw190521在图形作为的,产生了残余,这是最巨大的黑洞在引力波还观察到两个黑洞合并的中间突出。 [图片来源:LIGO处女座/西北ü。

IIT的贡献孟买到发现

下教授引力波物理组。阿奇纳从物理学II​​T孟买的部门石牌是效力于中等质量黑洞搜索的关键作用,在LIGO,处女座的数据与同事一起从LIGO科学和处女座合作以来,LIGO探测器的第一观察运行。

从巨大的黑洞二进制引力波信号是短持续时间的,因而需要防止可能的短持续时间的瞬变嘈杂进行广泛审查。确认这样的弱引力波信号,科学家们研究的天体物理性质和评估,噪声可能模仿信号的机会。该组,沿着教授特别是博士生koustav钱德拉。 PAI严格评估gw190521的与LIGO处女座科研合作的同事专门的相位匹配信号检测搜索的检测意义。除了该组中评估各种引力波搜索的距离范围为中等质量黑洞二进制文件作出了贡献。

使得大黑洞

天文学家根据它们的质量分类的黑洞。在质量范围的一端是“恒星质量黑洞”与下面的太阳的100倍的质量的质量。对这样的黑洞弥补所观察到的LIGO-处女黑洞合并直到日期。

他们被认为是大质量恒星的最后阶段,恒大的挥发性超新星爆发阶段后,由引力坍缩形成。天体物理模型表明有大约65和太阳的120倍,质量不能由坍缩星形成群众之间的黑洞。该质量范围被称为为“”大众间隙”。

黑洞质量范围的另一端是“超大质量黑洞”与群众之上的几千到几千亿太阳的时间。我们的银河系有太阳400万次的质量在其中心黑洞。究竟如何,这些可怕的黑洞形成遗体几分神秘色彩。

恒星质量和黑洞之间是“中间质量黑洞”(imbh)与群众神秘境界中的太阳的100-100,000倍的范围内。有在天文学imbh的没有确凿的直接观察,直到gw190521的观察。

教训教训gw190521

  • 太阳的100倍以上的质量的残余黑洞质量使得它在重力波天文学的imbh的第一直接观察。
  • 与太阳的85质量倍质量的主要黑洞落入禁质量间隙。这表明形成了在宇宙中的大质量黑洞的的另一种方式 - 可能通过对在一个特殊的环境较小的黑洞之间连续冲突诸如与紧密间隔的许多黑洞球状簇。

测试与gw190521重力

在gw190521信号提供给测试广义相对论理论特别是测试兼并振铃信号的一部分,一个独特的机会。进行测试以寻找从重力的替代理论预测出的信号的额外的功能。 gw190521的观察是由爱因斯坦的广义相对论给出的物理一致。

对于LIGO印度重要来源

LIGO,印度将更多地了解这种大规模的二进制文件的源属性发挥了重要作用。由于其地理位置相对于地球上的其它检测器的位置,LIGO印将使紧凑二进制黑洞合并事件的更精确的定位。进一步,检测器网络中再增加一个检测器将使得网络能够的重力更大精度测试爱因斯坦的理论和在更多的细节。

一笔丰厚的遗产

印度科学家已经在过去的三个十年中取得的引力波科学的开创性贡献。特别是,他们已经对搜索在从多个检测器的噪声数据inspiraling二进制文件,在通过求解爱因斯坦方程计算GW信号的理论波形,在从许多工具和环境假象分离天体物理信号关键的基本算法作出了贡献,在解释联合引力波和伽玛射线观测,爱因斯坦的理论测试和数据分析等诸多方面。

印度队在LIGO科学合作称为LISC包括从CMI奈,dcsem孟买,信息通信技术TIFR班加罗尔,iiser加尔各答,iiser浦那,澳门皇家赌场app官网,IIT甘地,IIT海得拉巴,印度理工学院马德拉斯,知识产权甘地,iucaa浦那,rrcat科学家印多尔,加尔各答SINP和TIFR孟买。 澳门皇家赌场app官网自2017年的主要研究重点一直在引力波窗口中等质量黑洞的搜索一直积极参与LIGO科学。

其他资源

1. gw190521科学总结 //www.ligo.org/science/publication-gw190521/

2. LISC公告页面 //www.ligo-india.in/gw190521/