巨星（giant star）在爆炸之后的殘骸可以是這兩種型態(tài)之一：質(zhì)量更大的黑洞和質(zhì)量更小的中子星。該圖從質(zhì)量和發(fā)現(xiàn)方法兩個維度表示這兩種類型。通過X射線檢測到的黑洞是紫色的，而通過引力波探測到的黑洞則以藍色表示。一系列中子星以黃色顯示，以及兩顆在2017年被發(fā)現(xiàn)合并的中子星用橙色標示。圖源：LIGO， VIrgo，Northwestern University，F(xiàn)rank Elavsky
科學家已經(jīng)確定了四個大質(zhì)量星體碰撞發(fā)出的引力波信號，其中包括迄今為止最大的引力波信號。在短短的幾年內(nèi)，科學家探測到的引力波信號數(shù)量已經(jīng)達到11個。不僅如此，這些觀測信號足以讓我們深入理解所處的世界以及黑洞。
撰文丨Meghan Bartels
翻譯丨張朵兒
審校丨楊心舟
星期六（12月1日），一組隸屬于美國激光干涉引力波觀測臺（LIGO）以及歐洲Virgo合作項目下的研究團隊，在一場科學研討會上公布了這四個新的探測信號。
英國格拉斯哥大學的物理學家希拉·羅恩（Sheila Rowan）在一份聲明中表示：“雖然科學界花了一個世紀的時間證實了愛因斯坦對引力波存在的預測。但是自那以后，我們一路高歌猛進，未來還有更多振奮人心的發(fā)現(xiàn)在等著?！?/span>
引力波通常被描述為“時空中的漣漪”，由一對黑洞或中子星產(chǎn)生——恒星爆炸后的殘骸可能形成的兩種大質(zhì)量、高密度形態(tài)。成對的星體彼此繞軌道運行，不斷接近的同時向外發(fā)射引力波，直到它們發(fā)生碰撞。
多虧了LIGO和Virgo的探測器，使得地球上的科學家能夠捕獲這些信號，為他們研究相關的碰撞和物體提供信息。隨著引力波科學領域的日漸成熟，探測方法也產(chǎn)生了革新。2016年2月公布的第一次探測結(jié)果是帶有里程碑意義的。而近三年來，黑洞合并事件早就不再新奇。
這次新公告是同時發(fā)布內(nèi)容最多的一次，其中包括迄今為止發(fā)生的質(zhì)量最大和距離最遠的碰撞事件。截至今日，科學家們總共探測到了10次黑洞合并引發(fā)的引力波（以及去年秋天，1次雙中子星合并產(chǎn)生的引力波）。這些能夠幫助他們找到黑洞的一些特性。
“在研究黑洞數(shù)量和屬性時，引力波給了我們前所未有的啟發(fā)，” 美國西北大學的天體物理學家 克里斯·潘科 （ Chris Pankow） 在一份聲明中提到——例如，大多數(shù)由恒星形成的黑洞不到45個太陽質(zhì)量 。“現(xiàn)在，我們對恒星級質(zhì)量的黑洞合并頻率和它們的組成都有了更清晰的了解。這些測量結(jié)果將幫助我們進一步理解宇宙中超大質(zhì)量的恒星是如何誕生，生存和死亡的?！?/span>
最新公布的引力波觀測資料未在新數(shù)據(jù)集中——實際上，自2017年8月以來，LIGO和Virgo的系統(tǒng)就一直在升級。其實，新發(fā)現(xiàn)是在2017年8月25日至11月30日期間觀測收集的數(shù)據(jù)集中找到的。在當時，科學家們已經(jīng)公布了三次黑洞合并事件，以及唯一一次中子星碰撞事件。
引力波探測器計劃于2019年初重啟?？茖W家們估計，在觀測過程中，每個月都會探測到兩次黑洞合并時發(fā)出的引力波信號。在這之前，他們可以繼續(xù)研究這四個新信號。LIGO和Virgo團隊在12月1日發(fā)表的兩篇論文中解釋了這項研究。
參考鏈接：
https://www.scientificamerican.com/article/new-gravitational-wave-detections-include-largest-most-distant-black-hole-crash-ever/?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg
