據(jù)巴黎天文臺和巴西物理研究中心的新計算，一些旋轉(zhuǎn)的雙體黑洞在合并時可以發(fā)生潮汐變形。
研究人員表示，超大質(zhì)量黑洞會在恒星質(zhì)量的天體以螺旋的方式進行合并時潮汐性地膨脹。
這些結(jié)果為今后測量這種黑洞合并所發(fā)出的引力波提供了新的指導。
在強引力場中，包括行星在內(nèi)的剛性物體會發(fā)生變形。
這種效應可以用三個潮汐洛夫數(shù)來量化，它們描述了一個物體在受到潮汐力時將如何變形。
科學家們熱衷于測量洛夫數(shù)，因為它們編碼了關(guān)于大質(zhì)量物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息--包括行星和系外行星的組成。
同樣的數(shù)學方法可以用來研究合并的中子星的變形，這可以用引力波來觀察。
這使得天文學家能夠?qū)喜⒌闹凶有堑淖冃芜M行約束。
然而，黑洞的情況并不清楚。
以前的計算表明，在靜態(tài)引力場內(nèi)，不旋轉(zhuǎn)的黑洞應該完全不顯示變形。
然而，由于所有的黑洞都被認為會在某種程度上旋轉(zhuǎn)，因此一直不清楚這一假設(shè)是否適用于合并。
通過新的理論分析，研究人員預測，在合并過程中確實可以出現(xiàn)潮汐隆起。
對于一個在不對稱潮汐場中以其最大可能速率的10%旋轉(zhuǎn)的黑洞，他們的計算表明，潮汐隆起可以出現(xiàn)，相應的四極洛夫數(shù)為0.002。
相比之下，一個更容易變形的地球的四極洛夫數(shù)是0.3，而中子星的數(shù)字約為0.1。
雖然這意味著黑洞必須比行星和中子星更加堅硬，但研究人員預測，它們的變形應該足以影響合并的動力學。
例如，在一個恒星質(zhì)量的黑洞旋進一個可能是數(shù)十億倍質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞的情況下，較大物體中產(chǎn)生的潮汐隆起將產(chǎn)生一個扭矩，減緩其旋轉(zhuǎn)速度。
反過來，這種效應可能會影響黑洞合并時產(chǎn)生的引力波的性質(zhì)--盡管這將是非常微妙的，無法用目前的引力探測器探測到。
研究人員希望這種情況能夠隨著歐空局的激光干涉儀空間天線任務而改變，該任務的計劃發(fā)射日期為2034年。
作為第一個天基引力波探測器，該探測器將使天文學家對黑洞變形的約束比目前對中子星的約束大約嚴格8個數(shù)量級。
利用此次相關(guān)研究人員的理論來研究這些未來的結(jié)果，天文學家可以獲得關(guān)于已知宇宙中最大規(guī)模天體的組成的重要線索。
附：1909年，英國人洛夫引入了兩個表征地球彈性的參數(shù)h和k；1912年，日本的志田順引入了第三個參數(shù)l；這3個常數(shù)統(tǒng)稱為洛夫數(shù)，也有時稱l為志田數(shù)。
