GW151226
GW151226是由先进激光干涉引力波天文台（aLIGO）于2015年12月26日探测到的引力波现象，是人类继GW150914引力波事件后第二次直接探测到的引力波。相关探测结果是由LIGO与VIRGO团队于2016年6月15日宣布。这一束产生于双黑洞的引力波信号与广义相对论中对双黑洞旋近、并合以及并合后的黑洞会发生衰荡（ringdown）的理论预测相符。同时GW151226也是人类对双黑洞并合的第二度观测，再度展示了双黑洞系统确实存在，且其合并在宇宙的目前阶段仍能发生。[1][2]
 LIGO的两个探测器所得到的GW151226信号 | |
| 说明 | 第二次直接探测到引力波 |
|---|---|
| 事件类型 | 引力波 |
| 探测时间 | |
| 日期 | 2015年12月26日 |
| 时间 | 03:38:53.648 UTC |
| 信号持续时间 | 1 秒 |
| 探测器 | LIGO |
| 物理性质 | |
| 总能量输出 | ~ 1 M☉ × c2 （通过引力波） |
| 信号频率 | 从35 Hz升高至450 Hz |
| 速度 | 光速 |
| 引力应变 | hpeak ~ 3.4 x 10-22 |
| 波源参数 | |
| 波源 | 两个黑洞并合 |
| 距离 | z ~ 0.09（大约14亿光年） |
| 波源质量[注 1] | |
| 主黑洞 | ~ 14.2 M☉ |
| 副黑洞 | ~ 7.5 M☉ |
| 并合后的黑洞 | ~ 20.8 M☉ |
| 来源：物理评论快报[1] | |
物理描述 编辑
两个黑洞的质量分别为14.2 (+8.3, −3.7) M☉与 7.5 (+2.3, −2.3) M☉，它们总共释出约1个太阳质量的引力波能量，最终并合形成了一个质量为20.8 (+6.1, −1.7) M☉的黑洞，其发生地点离地球有14亿光年之远。位于美国路易斯安那州的利文斯顿探测器先探测到引力波，1.1毫秒之后，位于美国华盛顿州的汉福德探测器也探测到引力波。[1][3]
从分析探测数据，LIGO与VIRGO团队估算出，在并合前，其中一个黑洞的自转率为广义相对论最大自转率的20%；在并合后，最终黑洞的自转率是限值的74%（±6%）。[4][1]由于两个黑洞的质量较小，最终轨道的时间特征也不同，LIGO因此可以更详细探测到黑洞并合前的最后阶段。在1秒钟的探测期内，信号频率经过55次循环（27次环轨）从35 Hz增至450 Hz。与之相比较，第一次并合事件探测期的0.2秒内只有5次环轨。[1][5]
在天文物理学的意义 编辑
GW151226事件意味着，先前的发现并不是侥幸发生的事件，在浩瀚宇宙里有很多会在未来发生并合事件的双黑洞，人们必会探测到更多这类事件。[6]
这次探测结果证实了广义相对论适用于强引力场。之前，广义相对论的强引力场预测从未被直接检试过。这是广义相对论第二次通过这严格检试。[3][7]
注释 编辑
- ^ 采波源参考系
参考文献 编辑
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration; B. P. Abbott; et al. GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence. Physical Review Letters. 15 June 2016, 116 (24): 241103. doi:10.1103/PhysRevLett.116.241103.
- ^ LIGO detects second black-hole merger. physicsworld.com. Institute of Physics. 15 June 2016 [15 June 2016]. （原始内容存档于2017-09-21）.
- ^ 3.0 3.1 Chu, Jennifer. For second time, LIGO detects gravitational waves. MIT News (MIT). June 15, 2016 [15 June 2016]. （原始内容存档于2016-06-16）.
- ^ Cho, Adiran. LIGO detects another black hole crash. Science News. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始内容存档于2020-12-08）.
- ^ Ball, Philip. Focus: LIGO Bags Another Black Hole Merger. American Physical Society. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始内容存档于2021-01-26）.
- ^ Castelvecchi, Davide. LIGO detects whispers of another black-hole merger. Nature News. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始内容存档于2020-11-08）.
- ^ Overbye, Dennis. Scientists Hear a Second Chirp From Colliding Black Holes. New York Times. June 15, 2016 [June 15, 2016]. （原始内容存档于2019-04-11）.
外部链接 编辑
