Ligo检测到空间和时间的合并涟漪

这位艺术家的概念显示了两个与利戈检测到的黑洞相似的黑洞。黑孔以非目标方式旋转，这意味着它们具有相对于对对的整体轨道运动具有不同的取向。利波发现提示，在其与其合作伙伴合并之前，叫做GW170104的系统中至少一个黑洞的黑洞是非公共的。图像：Ligo / Caltech / MIT / SORONOMA州（AURORE SIMONNET）

激光干涉仪重力波观测台（Ligo）已经进行了第三种重力波，空间和时间的涟漪，表明天文学中的新窗口已经牢固地打开。与前两个检测一样，当两个黑洞相撞以形成更大的黑洞时，产生波。

一对巨大的巨大的黑洞的碰撞使自己听到了近3亿光年，通过地球上的宇宙麦克风。

1月4日，激光干涉测量重力波观测台（Ligo）拾起了科学家迅速确定的根本可察觉的信号 - 通过时空曲率的能量纹波。此次活动，今天在物理审查信中发布，标志着引力波的第三次直接检测。

作为GW170104编目，信号在转换到音频频带时，类似于向上扫描的啁啾，“二元聚结”的特征或遥远宇宙中的两个巨大的天体物理物体的合并。该团队得出结论，引力波是由两种重，恒星 - 质量黑洞的碰撞产生的，估计约为31次，而另一个是阳光巨大的19次。

Ligo捕获的信号持续不到两十分之二，并且在那一刻的一小部分中，科学家们计算出在合并到一个巨型，49太阳能黑洞之前彼此旋转的黑洞。这种宇宙碰撞造成了引力波形的巨大能量，相当于太阳质量的两倍。

合并从地球上大约3亿光年，衡量了两倍，只要制作GW150914的黑洞碰撞，Ligo的首次引力波检测。

“这确实是任何人都看到的恒星大众黑洞系统的最远的恒星 - 群众黑洞系统，”麻省理工学院Kavli Astrophli Astrophli研究所的高级研究科学家Erik Katsavounidis说，Higo团队成员。

两个合并黑洞附近的翘曲时空的数学计算。模拟与Ligo对GW170104的事件的观察一致。彩带是引力波峰和槽，颜色随着波幅度而变亮。电影中央附近的喉咙表示黑洞的活动视野附近的强烈空间翘曲。

出于对齐方式

新的重力波信号类似于Ligo的前两个检测，这两种检测都是它的源 - 一个二进制黑洞合并 - 以及该来源的整体质量。

然而，科学家在最新信号中发现了一个有趣的功能：至少一个黑洞的旋转可以是具有轨道角动量的“抗大规则” - 黑洞彼此绕组的方向。这种现象类似于搅拌旋转在顺时针旋转狂欢平台上的茶杯。

Katsavounidis强调抗大超程的迹象很小，但可能很重要。如果科学家检测更多的抗议系统，则这种证据可以支持称为动态捕获的形成场景，其中黑洞在用恒星物体杂乱的宇宙环境中分别演变。在这种环境中，具有各种旋转的黑洞最终可以通过引力，“动态”吸引力来配对二元系统。

动态捕获运行到一个名为“常见包络演变”的模型，其中二进制黑洞一起进化，旋转与其轨道角动量一致。事实上，Ligo团队推断，2015年12月检测有强劲的对齐旋转概率，与这种最新信号相反。

“在这里，我们第一次看到抗大运动受到青睐，”Katsavounidis说。“如果我们能够检测更多的系统，我们可以在黑洞形成和演变以形成最终合并的二元系统的情况下钉在一起。”

利波已经发现了一种新的黑洞，群众大于单独使用X射线研究之前的群体（紫色）。通过LIGO（GW150914，GW151226，GW15126，GW170104）和一个较低置信度检测（LVT151012），指向恒星质量二进制黑洞的群体，这是一件粗糙的二进制黑洞，这是一件粗糙的误差。图像：Ligo / Caltech / MIT / SORONOMA州（AURORE SIMONNET）

实时判断

在进行调整以提高其敏感性后，利戈开始于2016年11月30日开始其第二次观察。Katsavounidis说GW170104的检测有“判断的某个方面”。

2017年1月4日，在10：11：58.6 UTC中，通过Ligo的探测器之一，在华盛顿汉福德的探测器中记录了引力涟漪。三毫秒后来它通过了距离Louisiana的生活斯顿超过3000公里的双探测器。纹波导致每个检测器交替地略微扩展并缩小，在两个探测器收集的数据中产生小蠕虫。

在几十秒内，Ligo的搜索算法自动分析信号，将其与引力波的波形进行比较。

“德国非常谨慎的研究员在进来时看着数据，并注意到两个探测器中的一个拾起了重要的东西，”Katsavounidis说。“由于同事，”这位同事们在近乎实时确定了这一事件。“

研究人员立即通知Ligo的探测器操作，表征和数据分析工作组，该组设置为进一步解剖信号的工作。科学家们使用计算工具在可能的一组参数上缩小，例如系统的质量，旋转和方向，这将产生匹配数据中所见的重力信号。

最合适的是成为一对合并的黑洞，科学家们计算为第二大量恒星大质量二元黑洞系统，后面的GW150914，Ligo的首先引力波检测。

战斗引力模糊

通过这种新检测，团队再次确认了Albert Einstein的一般相对论的理论，观察了合并黑洞的行为同意爱因斯坦的预测，即使在这样的极端尺度上也是如此的极端鳞片。

“这是一个令人惊叹的事情，”Katsavounidis说。“你是否谈论地球上的重力，或者引力潜力的重力较大的东西更大，一般相对论仍然描述了那些引力的波动是如何产生的以及这些物体如何表现重力。”

作为信号初始分析的一部分，Ligo研究人员产生了“天空地图”，其中天空中的近似区域，用于二进制黑洞系统所在的位置。作为其标准程序的一部分，Ligo将这些天空发送到大约80个伙伴天文组织，每个人都可以访问跨越整个电磁谱的成像工具，以及中微子。虽然Ligo继续倾听宇宙中其他极端事件的迹象，但天文学家一直指向GW170104的来源方向的望远镜，希望能够看到碰撞黑洞的闪烁。

“利奥扮演我们的耳朵，所以要说话，我们希望倾听一些东西，快速地移动我们的眼睛跟随信号，”Katsavounidis说。“我们的使命是通过在全球网络中添加更多它们，并尽快将[检测]配对[检测]来对抗引力波检测器的模糊性。”

寻求引力波很快就会获得一组额外的耳朵，以处女座的形式，一个类似的探测器，位于意大利比萨附近，定于今年夏天上线，并将与利骋配对。

“来自一个寻找罕见的东西，我一直犹豫不决，只有一个检测，宣布胜利，”Katsavounidis说。“在第二次检测后，我可以告诉你我开始睡得好多了。现在，第三个将Ligo和Ligo的观察巩固为最终的工具，以便在我们宇宙中看到黑洞的质谱。“

“随着第三次确认从两个黑洞的碰撞中的引力波检测，Ligo正在建立自己作为揭示宇宙的黑暗面的强大的天文台，”利戈实验室执行董事Caltech David Reitze表示。“虽然Ligo独特地适合观察这些类型的事件，但我们希望很快看到其他类型的天体物理活动，例如两个中子恒星的暴力碰撞。”

这项研究部分得到了美国国家科学基金会的支持。

出版物：B.P.雅培等。（Ligo Scientific和Virgo Collaboration），“GW170104：在Redshift 0.2中观察50太阳质量二元黑洞聚结，“”物理“。莱特牧师118,221101,2017; DOI：10.1103 / physrevlett.118.221101