引力波探测到最远、规模最大的黑洞合并事件学术资讯

据美国物理学网12月3日报道，《物理评论X》杂志在近期即将刊发的一篇研究论文中披露，一个由澳大利亚和美国科学家组成的国际研究小组探测到了来自人类已知的、规模最大的一次黑洞撞击合并事件以及另外三次黑洞合并所导致的时空涟漪——引力波。前者形成了一个体积比太阳还要大80倍的新生黑洞。通过与美国的高级激光干涉引力波天文台（Advanced LIGO）联袂合作，澳大利亚国立大学（The Australian National University，简称ANU）在澳大利亚参与国际引力波探索研究方面发挥了主导作用。ANU物理和工程学院广义相对论和数据分析小组组长苏珊·斯科特（Susan Scott）教授透露，该研究小组是通过对高级LIGO前两个周期的观测数据进行重新分析，而识别出这四次碰撞事件的。

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艺术家创作的两个黑洞合并的印象画。

2017年7月29日，科学家首次探测发现了这次由于一个双星系统中两个黑洞合并而形成了人类已知的最大黑洞的撞击事件，而这一事件发生的位置距离地球大约90亿光年。斯科特教授介绍道：“这一事件是迄今为止人类观察到的、距离最远的合并事件，其黑洞的旋转速度也是迄今为止人类所观测到的所有黑洞合并事件中最快的。”其余三次黑洞碰撞事件是在2017年8月9日至23日之间被探测到的，它们离地球的距离在30亿至60亿光年之间，所生成黑洞的体积是太阳的56至66倍。

斯科特教授解释道：“这些撞击事件源自四个不同的黑洞双星系统各自冲撞合并在一起，随即向太空中辐射出强烈的引力波。这些对黑洞碰撞的探测和研究极大地提高了我们对宇宙中存在的黑洞双星系统的数量、它们的物质量范围以及黑洞在合并过程中自转速度的认识和理解程度。”

研究人员计划继续改进升级引力波探测器，以便于未来在更遥远的深空中探测这类激变事件，并希望有一天能回溯到宇宙大爆炸刚结束不久后的时间点，而这是通过光探测无法完成的。在初次观测周期结束后，科学家重新校准和清理收集到的数据。斯科特教授评价道：“探测器网络提高后的灵敏度让我们能够搜索探测到更多的引力波来源。”

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该图表展示了最近公布的通过引力波探测到的黑洞和中子星的质量。

自2017年8月第二个观测周期结束以来，科学家们一直在更新升级LIGO和Virgo引力波探测器，让它们更加敏锐。斯科特教授展望到：“这意味着，在明年年初即将开始的第三个观测周期中，我们将能够探测到更遥远太空中所发生的事件，也意味着我们能够获得更多探测数据以及探测到更多来自宇宙中新的、未知来源所产生的引力波。”这个国际研究小组在过去三年中一共探测到了10次不同的黑洞合并和一个中子星撞击所产生的引力波。

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编译：朱明逸

审稿：阿淼

责编：唐林芳

期刊来源：《物理评论X》

期刊编号： 2160-3308

原文链接：

https://phys.org/news/2018-12-scientists-biggest-black-hole-collision.html