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将在10年内检测来自合并超大迹象的重力波

时间:2021-11-21 15:58:05来源:

与Sombrero Galaxy相似大小的星系可能会提供天文学家他们的第一眼瞥见一对超姿态黑洞合并。这种帽形星系足够大,使其合并的黑洞会产生可检测的引力波,但是黑洞不会太快合并。

对快速旋转脉冲恒星的新调查提供了对天文学家首先从合并超大的黑洞来检测引力的最佳估计。

天文学家不必等待他们的第一次瞥见宇宙中最大类型的工会之一。在自然的新研究中公布的天文学预测,在10年内将检测到两个超迹线孔的合并产生的引力波。该研究是第一个使用真实数据而不是计算机仿真,以预测这种观察。

“来自这些超级分类黑洞二元兼职的引力波是最强大的宇宙中最强大的,”纽约州博斯通研究所计算天体物理学中心研究员的研究领导者Chiara Mingarelli。“它们绝对削弱了Ligo,”或激光干涉仪重力波天文台检测到的黑洞并发仪,其首先在2016年2月抵消了从碰撞黑洞的引力波。

Mingarelli说,检测超痉挛的黑洞合并将提供如何进入大规模星系和黑洞的发展。另一方面,在10年的时间范围内缺乏这种瞄准,这将需要重新思考是否以及超凡的黑洞合并。

超级分类的黑洞生活在大星系的心脏,包括我们自己的银河系,并且可以是数百万甚至数十亿次的阳光。为了比较,以引力波检测器到目前为止检测到的合并黑洞是太阳质量的几十次。

当两个星系碰撞并结合时,他们的超级分类黑洞漂移到新统一的星系的中心。科学家预测,超级分类的黑洞然后将在一起靠近并随着时间的推移合并。聚在一起产生强烈的引力波,通过空间和时间的结构纹波。

虽然那些引力波很强,但它们在目前通过持续的实验(例如Ligo和Virgo)等实验而侧的波长之外。通过合并超大性黑洞形成的引力波的新追捕将利用普通的脉冲,这是宇宙元组织。快速旋转的星星发出稳定的无线电波脉冲节奏。由于传递引力波伸展并压缩地球和脉冲条之间的空间,节奏略有变化。然后通过地球上的Pulsar-Watching项目监测这些更改.Three
项目目前读取从附近脉冲结果到达的无线电波的时间:澳大利亚的Parkes Pulsar时序阵列,北美纳米山Stz的引力波和欧洲脉冲法定时阵列。在一起,三重奏形成国际脉冲活动时序阵列。

Mingarelli和同事估计这些项目将采取多长时间来发现他们的第一个超级分类黑洞合并。该团队在附近的附近的星系上编目,可能会寄出一对超大自主黑洞。然后,研究人员将该信息与附近脉冲星的地图结合起来,首次找到 - 最终检测的概率随着时间的推移。

“如果你考虑了天空中脉冲星的位置,你基本上有100%的机会在10年内检测某些东西,”Mingarelli说。“底线是您保证至少选择至少一个本地超级分类黑洞二进制文件。”

结果有一个惊喜是哪个星系最有可能提供第一瞥闪光的黑洞合并。更大的星系意味着更大的黑洞,因此​​引力波浪更强。但是更大的黑洞也合并得更快,减少可能检测到引力波的窗口。如M87的大规模星系中的黑洞合并将产生400万年的可检测的引力波,而例如更适中的星系,如阔边帽星系,可以提供1.6亿窗口。

Mingarelli说,成功的检测将使天体物理学家更好地了解Galaxy Mergers的心中的天体物理学,并提供新的途径,以研究任何其他方式无法访问的基本物理。看到的近在咫尺的近期超级分类黑洞二进制文件的数量还提供了一定程度的星系合并的频率,这是宇宙如何随着时间的推移演变的重要衡量标准。

如果没有看到超大的黑洞合并,它可能是因为黑洞在三个光年(或一个PARSEC)的分离左右。这个难题被称为最终的Parsec问题。由于能量丢失引力波,两个黑洞随着时间的推移而逐渐逐渐逐渐逐渐逐渐随着时间的降级而降低。但是该过程可能需要长于宇宙的当前年龄的时间。

对于天文学家是否会检测到超级分类的黑洞合并,“无论如何都会有趣,”Mingarelli说。

出版物:Chiara M. F. Mingarelli等,“来自超大分离的黑洞二进制文件的本地纳米赫兹引力波景观,”自然天文学(2017)DOI:10.1038 / S41550-017-0299-6

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