天體物理學家在追尋 “層次分明”的黑洞

當黑洞與其他黑洞碰撞時,通過其引力波信號探測到的黑洞,可能是更早的母體碰撞的產物。到目前為止,這樣的事件只被暗示過,但是英國伯明罕大學和美國西北大學的科學家認為,我們正在接近追蹤這些所謂的 “分層”黑洞中的第一個。

伯明罕大學的Davide Gerosa博士和西北大學的Maya Fishbach博士在發表在《自然-天文學》上的一篇評論文章中提出,最近的理論發現加上天體物理模型和記錄的引力波數據將使科學家能夠准確解釋來自這些事件的引力波信號。

自從2015年9月LIGO和Virgo探測器探測到第一個引力波以來,科學家對這些信號產生了越來越細微和復雜的解釋。盡管2019年對GW190521的探測–迄今為止探測到的最大規模的黑洞合並–被認為是迄今為止最有希望的候選。

“我們認為,迄今為止探測到的大部分引力波是第一代黑洞碰撞的結果,”Gerosa博士說。”但我們認為,其他的黑洞很有可能包含以前合並的殘余物。這些事件將具有獨特的引力波特徵,表明質量較高,以及由母體碰撞引起的不尋常的旋轉。”

了解可能產生此類物體的環境特徵也將有助於縮小搜索范圍。這必須是一個有大量黑洞的環境,而且是一個密度足以在黑洞合並後保留它們的環境,這樣它們就可以繼續合並。

例如,這些可能是核星團或吸積盤,也就是包含氣體流、等離子體和其他粒子圍繞著星系中心的緊湊區域。

“LIGO和Virgo合作已經發現了50多個引力波事件,”Fishbach博士說。”在接下來的幾年里,這將擴大到數千個,給我們提供了如此多的機會來發現和確認宇宙中像分層黑洞這樣的不尋常物體。”

來源:cnBeta