时空在新的引力波探测中闪闪发光

天文学家报告了大量新的引力波探测。35 个新信号，包括第三个引力波瞬态目录 (GWTC-3)，帮助科学家更详细地探测宇宙的深度。

引力波是时空本身的涟漪，是在黑洞合并和中子星碰撞等宇宙灾难中产生的。它们在 20 世纪初首次被预测，但直到 2015 年才被直接探测到，在此后的六年中记录了数十个信号。

绝大多数新的探测来自于成对的黑洞合并，但两个事件似乎是由黑洞吞噬中子星产生的。不过，另一项探测特别奇怪——它涉及一个黑洞与一个质量约为太阳 2.8 倍的“神秘物体”相撞。按照目前的定义，它的质量太大，不能成为中子星，但又太轻，不能成为黑洞。

该团队表示，最可能的解释是低质量黑洞。中子星的质量上限在物理学中似乎相当明确，约为 2.1 个太阳质量。但黑洞的下限约为 5 个太阳质量，主要基于观测，因此这一新探测——以及2019 年 8 月的类似信号——可能表明我们需要修改我们对黑洞有多大的理解可。

在规模的另一端，新的观察运行也揭示了一些绝对的怪物。一个名为 GW200220_061928 的信号涉及质量为 87 和 61 个太阳质量的黑洞之间的碰撞，最终产生了一个 141 个太阳质量的黑洞(缺失的 7 个太阳质量被转化为能量并以引力波的形式带走。 )这直接属于恒星和超大质量黑洞之间尚未得到充分研究的中间类。

天文学家能够从它们的引力波信号中推断出一些黑洞的自旋。在两种情况下，似乎在合并之前，黑洞相对于彼此的轨道向后旋转。

研究人员表示，新数据的宝库可以帮助天文学家解开宇宙的重大奥秘​​。

该研究的作者苏珊斯科特教授说：“这确实是引力波探测的新时代，不断增长的发现揭示了整个宇宙中恒星生死的大量信息。”这些双星系统中黑洞的自旋表明这些系统最初是如何聚集在一起的。

“这也提出了一些非常有趣的问题。例如，这个系统最初是由两颗恒星形成的，它们一起经历了它们的生命周期并最终变成了黑洞?或者这两个黑洞是在一个非常密集的动力学环境中推到一起的，比如银河系的中心?”

Observing Run 4 将于 2022 年底开始。该研究已提交出版，目前可在预印本服务器arXiv 上使用。

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