科学家刚刚将我们的黑洞和中子星碰撞目录翻倍

Source: Slashdot

碰撞的黑洞首次在 2015 年通过时空涟漪被激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到，Space.com 记载。

此后，LIGO 及其合作探测器 Virgo（意大利）和 KAGRA（日本）已经观测到大量来自黑洞碰撞、合并中子星，甚至黑洞与中子星混合合并的引力波。在 LIGO、Virgo 和 KAGRA 的前三次观测运行期间，科学家们“听到了” 90 个潜在的引力波源。

新的 GWTC‑4 目录

LIGO‑Virgo‑KAGRA（LVK）协作组现已发布数据，向目录中新增 128 条引力波源。这些探测是在第四次观测运行期间（2023 年 5 月 – 2024 年 1 月）收集的。约 170 条由三台观测站检测到的额外事件尚未纳入目录。

• 引力波瞬态目录‑4.0（GWTC‑4） – 第四次运行的最新事件汇编。

主要发现

• 最重的黑洞双星：合并的黑洞质量约为 130 M☉（太阳质量）
• 不对称合并：组分质量差异极大的系统
• 高速自转的黑洞：自转速度约为光速的 40 %。这些极端特性可能源于先前的碰撞，为黑洞通过合并链增长至数十亿倍太阳质量提供了证据。
• 混合合并：GWTC‑4 包含 两个 新的黑洞‑中子星合并事件。
• 距离极端：一些中子星合并的探测距离达到 10 亿光年，而某些黑洞合并则来自 100 亿光年 之外。

科学影响

• 广义相对论检验 – 这些探测继续验证爱因斯坦的理论；然而，需要日益精确的预测来匹配不断增长的数据集。
• 哈勃常数测量 – 每一次黑洞合并都提供了哈勃常数的独立测量，汇总大量事件可以显著提升该宇宙学参数的精度。
• 天体物理洞察 – 该目录展示了 LVK 探测器灵敏度的提升，并揭示了比以往更大质量、更高速自转以及其他异常的源。

LVK 成员评论

“我们真的在推动边界，看到的事物更大质量、更高速自转，也更具天体物理意义和异常性。” – 丹尼尔·威廉姆斯，格拉斯哥大学

“到目前为止，理论通过了我们所有的测试，但我们必须做出更精确的预测，以跟上宇宙提供的海量数据。” – 亚伦·齐默尔曼，德克萨斯大学奥斯汀分校

“每一次黑洞合并都为我们提供了哈勃常数的测量，结合所有引力波源，我们可以大幅提升该测量的准确性。” – 瑞秋·格雷，格拉斯哥大学

“每一次新的引力波探测都让我们能够以十年前无法想象的方式，解锁宇宙拼图的另一块。” – 露西·托马斯，加州理工学院