
“引力天文学时代”已然降临,一项创纪录的引力波精确测量集合,揭示了黑洞行为和演化的新信息。
十多年前,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次捕捉到一种全新的信号:时空结构中的涟漪。在约13亿光年之外,两个巨大黑洞并合,产生的冲击波——即引力波——强度足以让LIGO探测到它掠过地球的瞬间。
自那时起,引力波研究人员一直致力于微调其探测器,以捕捉更多这些转瞬即逝的涟漪。每一个经确认或高质量的候选事件都被添加到由LIGO-Virgo-KAGRA(LVK)合作组织维护的目录中。LVK是一个由四个引力波探测器组成的网络,包括美国的两个LIGO站点、意大利的Virgo站点和日本的神冈引力波探测器(KAGRA)。该合作组织最新公布的目录——在2024年4月至2025年1月期间观测到的创纪录的161个事件——令研究人员对一个全新的发现时代,即“引力天文学时代”,感到无比兴奋。
法国国家科学研究中心(CNRS)和巴黎城市大学下属的天体粒子与宇宙学实验室研究员埃德·波特(Ed Porter)在一份声明中表示:“我们探测器非凡的灵敏度现在使我们每周能够捕获三到四个引力波信号。这些不断增长的数据财富,正由整个科学家和天文学家社区进行分析和研究,已将我们从最初的发现时代带入了精密引力天文学时代。”
这些近期每周探测到的信号约占LVK网络观测到的已确认引力波事件总数的75%;目前总数已达390个。拥有更多关于这些不寻常宇宙事件的观测数据,使研究人员能够研究通过其他方法难以探测到的宇宙现象和区域,并更好地理解黑洞的性质和演化,以及天体物理学中各种其他基本问题。
最新一批引力波探测中的激动人心发现包括:
- GW240615:科学家们成功地三角定位了该事件源的精确位置。
- GW250114:提供了迄今为止记录到的最清晰信号,信噪比高达76.9。
- GW241011和GW241110:科学家们表示,这两个事件共同支持了“第二代黑洞”的存在,这类黑洞仅由较小黑洞的并合形成。
意大利国际高级研究学院(SISSA)的Virgo合作组织研究员马里奥·斯佩拉(Mario Spera)在同一份声明中指出:“这再次暗示,宇宙可能仍在隐藏关于黑洞如何诞生、演化和并合的重要故事片段。随着LVK的每一个新引力波目录的发布,这张图景将变得更加丰富和令人惊喜。”
这161个新条目提供了足够的数据,可供科学家们忙碌数年,但LVK合作组织表示,未来还会有更多发现——特别是随着研究人员不断优化探测器,使其对时空涟漪的敏感度更高。