科学家发现双黑洞系统或诞生于古老球状星团

作者:杨俊 浏览: 发布时间:16/06/20

  

    据国外媒体报道,西北大学的几位天体物理学家准确的预见了历史。在一份新的研究中,这些科学家展示了去年他们的理论预测,被认为是正确的,即在2015年4月14日探测到两个超大质量的黑洞历史性的合并,并释放出引力波。科学家发现,这些天体能够很容易地在一个古老的球状星团中形成,周围充满了稠密恒星的动态相互作用。这两个双子黑洞形成于球状星团中十分混乱的“群星乱舞”区,后来被排斥出星团并最终合体成为一个黑洞。

  这个名为动态生成的理论,是通过高新激光干涉仪引力波天文台(Advanced LIGO)探测到的两个公认的形成双子黑洞的主要途径中的其中之一。研究员表示,LIGO首次探测到的黑洞合体与西北大学研究团队提出的动态生成模型完美一致,在一个球状星团中是很正常的。虽然黑洞的相互碰撞并不会发射光线,但会产生数量惊人的引力波。首次探测到这些引力波是在9月14日,三个月后第二次探测到这些引力波。这为天文学打开了一个全新的领域:用引力波来研究太空。

  西北大学理论天体物理学家Frederic A. Rasio表示,多亏了激光干涉仪引力波天文台,现在我们不仅仅只是理论分析了,我们现在有了实际的观测数据。整个过程变得相对简单而且易于理解,用很简单的物理定律,例如牛顿第一定律,就可以解释首次黑洞合体的引力动力特性。激光干涉仪引力波天文台科学合作组织在今日早前宣布了他们第二次探测到引力波与黑洞合并。这些不断增加的黑洞将有助于天体物理学家们更好地了解太空。

  两个黑洞的合体现象异常凶猛且十分奇特。Rasio与他的团队使用球状星团模型(大约100万颗稠密恒星聚集在一起)来展示一个很典型的星团能够很容易的产生双黑洞,并且随后合并成一个更大的黑洞。这个功能强大的计算机模型可以预测LIGO将探测到多少次双子黑洞的合体:每年将有100次潜在的合并将发生在这些致密恒星星团中。该模型还展示了这个黑洞双星的所处位置,合并发生的时间,以及每个黑洞的质量。

  在研究报告中,Rasio及其同事详细描述了能够形成双黑洞系统的动态交互过程。他们还表示,总体来说,理论推测的这个动态生成通道比其他形成双黑洞的主要通道更加坚固。西北大学跨学科天文探索和研究中心(CIERA)成员Carl L. Rodriguez及其同事使用了52个精密的计算机模型来展示一个球状星团是如何作为双黑洞的主导源,120亿年来产生了许许多多的黑洞合并现象。

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