LIGO再度侦测到引力波!来自两个小黑洞合并,能量相当于1个太阳

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LIGO再度侦测到引力波!来自两个小黑洞合并,能量相当于1个太阳

2017/11/17 dogstar 0 幻灯模式

搜寻引力波的科学家在今年早些时候进行的观测中,确认了一起新的引力波事件。该事件编号GW170608,由10亿光年外两个质量相对小的黑洞合并引起。它们的质量分别大致相当于7个和12个太阳,在合并之后最终形成了一个18倍太阳质量的黑洞,意味这一合并过程中,有大约1个太阳质量的能量以引力波的形式散发出去。

此次黑洞合并事件于今年6月8日凌晨2时1分16秒(世界标准时间),由美国激光干涉引力波天文台(LIGO)独立侦测到。这是LIGO第二次观测到黑洞合并事件,也是其升级后在第二轮观测运行期间取得的发现。目前,相关论文已经刊登在《天体物理学》杂志上。

今年8月14日,LIGO与欧洲处女座(Virgo)引力波探测器从三个地点几乎同时捕获到了最新引力波事件,再加上8月17日首次探测到由双中子星合并产生的引力波,由于研究这两次的发现需要时间,因而6月8日的引力波发现被推迟到现在才公布。

幸运而偶然的发现

LIGO是借助于激光干涉仪来聆听来自宇宙深处引力波的大型研究仪器,由两个干涉仪组成,每一个都带有两个4千米长的臂并组成L型,它们分别位于相距3000公里的美国南海岸Livingston和美国西北海岸Hanford。每个臂由直径为1.2米的真空钢管组成。

事实上,GW170608引力波事件的发现多少有些运气成分。就在侦测到该引力波的前一个月,LIGO的第二轮观测曾暂停过一段时间。当时LIGO两个干涉仪的真空系统被打开进行维护,虽然Livingston的研究人员很快完成了维护工作,并准备在大约两周厚再次观测,但Hanford的干涉仪遇到一些额外的问题,导致恢复观测有所推迟。

6月7日下午(美国太平洋时间),Hanford的干涉仪终于能够工作了,研究人员也在为再次“聆听”引力波做最后的准备工作。他们为此进行了一些调校,以降低主镜运动引起的引力波数据噪声。为了确定其对数据的影响程度,他们还在特定频率下轻微晃动镜子。

几分钟后,Hanford的干涉仪就接收到GW170608事件引发的引力波,大约7毫秒后,3000公里外的Livingston也收到了此次信号。

Livingston迅速通报了可能侦测到的信号。然而,Hanford的干涉仪当时还在进行调校,导致自动检测系统未激活,虽然对自动分析数据有影响,但不妨碍其探测引力波,仅在较窄的频率范围内有影响。因此,LIGO的研究人员在了解Livingston收到的引力波数据后,仍能够在数据结果中找到并排除掉存在问题的频率范围。

你也许要问,为什么欧洲的Virgo探测器没有收到这次的引力波?这是因为它当时正处于调试阶段,直到8月1日才开始和LIGO一块聆听引力波。

进一步了解黑洞

引发GW170608事件的两个黑洞是LIGO和Virgo迄今探测到质量最小的黑洞,这也是首次通过引力波发现的黑洞,它们与能通过X射线等射电辐射探测到的黑洞质量相当。这意味着天文学家日后将可以比较上述两种不同途径发现的黑洞性质,填补两类观测间缺失的联系。

除了个头相对较小外,GW170608事件中的黑洞也将促进“多信使天文学(multimessenger astronomy)”领域的发展,引力波天文学家和射电天文学家将共同研究宇宙中类似的奇特而神秘的天体。

下一步?

目前,LIGO和Virgo都处于离线状态,它们将进一步升级提高灵敏度。新一轮的观测预计于2018年秋季开始。现在,两个引力波探测器的科学家仍在继续研究第二轮观测中获得的数据,寻找潜在的其他引力波事件。

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