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罗切斯特理工大学

RIT科学家证实俩高度偏心黑洞的合并

这是全球范围内科学家们首次证实两个高度偏心的黑洞的合并。该研究还揭示了激光干涉引力波天文台 (LIGO)及其欧洲同行处女座探测到的一些黑洞合并是如何比以前认为的重得多的。他们的发现于 1 月 20 日发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上。


当两个黑洞彼此盘旋并在彼此强大的引力影响下发生碰撞时,就会形成蛋形的偏心(高离心率)轨道。因此,高度偏心的轨道可能表明黑洞会在星体稠密的区域(如星系中心)反复吞噬其他黑洞。当黑洞合并时,它们会发出引力波,引力波因黑洞轨道的形状而异,圆形与椭圆形。


“每个黑洞的估计质量都是太阳大小的 70 多倍,远高于目前由恒星演化理论预测的估计最大质量。”参与了研究的RIT数学科学学院教授Carlos Lousto说,“这为作为第二代双黑洞系统研究提供了一个有趣的案例,并为密集星团中黑洞形成情景开辟了新的可能性。”


RIT计算相对论与引力中心(Center for Computational Relativity and Gravitation)主任Manuela Campanelli评价道:“这代表了我们对黑洞如何合并的理解的重大进步。通过我们复杂的超级计算机模拟以及LIGO和 Virgo 快速推进的探测器提供的大量新数据,我们正在以惊人的速度对宇宙进行新的发现。”


研究人员还使用来自 GW150521 的引力波观测结果和 Zwicky 瞬变设施观测到的可能的电磁对应物来测量哈勃常数——一种用于描述宇宙膨胀的测量单位。他们的模型表明,黑洞合并表现出一定程度的偏心。这项工作是同一团队去年在《天体物理学杂志快报》上发表的另一项研究的重点。