GW151226
GW151226是由先進激光干涉重力波天文台（aLIGO）於2015年12月26日探測到的重力波現象，是人類繼GW150914重力波事件後第二次直接探測到的重力波。相關探測結果是由LIGO與VIRGO團隊於2016年6月15日宣佈。這一束產生於雙黑洞的重力波信號與廣義相對論中對雙黑洞旋近、併合以及併合後的黑洞會發生衰盪（ringdown）的理論預測相符。同時GW151226也是人類對雙黑洞併合的第二度觀測，再度展示了雙黑洞系統確實存在，且其合併在宇宙的目前階段仍能發生。[1][2]
 LIGO的兩個探測器所得到的GW151226信號 | |
| 說明 | 第二次直接探測到重力波 |
|---|---|
| 事件類型 | 重力波 |
| 探測時間 | |
| 日期 | 2015年12月26日 |
| 時間 | 03:38:53.648 UTC |
| 信號持續時間 | 1 秒 |
| 探測器 | LIGO |
| 物理性質 | |
| 總能量輸出 | ~ 1 M☉ × c2 （通過重力波） |
| 信號頻率 | 從35 Hz升高至450 Hz |
| 速度 | 光速 |
| 重力應變 | hpeak ~ 3.4 x 10-22 |
| 波源參數 | |
| 波源 | 兩個黑洞併合 |
| 距離 | z ~ 0.09（大約14億光年） |
| 波源質量[註 1] | |
| 主黑洞 | ~ 14.2 M☉ |
| 副黑洞 | ~ 7.5 M☉ |
| 併合後的黑洞 | ~ 20.8 M☉ |
| 來源：物理評論快報[1] | |
物理描述 編輯
兩個黑洞的質量分別為14.2 (+8.3, −3.7) M☉與 7.5 (+2.3, −2.3) M☉，它們總共釋出約1個太陽質量的重力波能量，最終併合形成了一個質量為20.8 (+6.1, −1.7) M☉的黑洞，其發生地點離地球有14億光年之遠。位於美國路易斯安那州的利文斯頓探測器先探測到重力波，1.1毫秒之後，位於美國華盛頓州的漢福德探測器也探測到重力波。[1][3]
從分析探測數據，LIGO與VIRGO團隊估算出，在併合前，其中一個黑洞的自轉率為廣義相對論最大自轉率的20%；在併合後，最終黑洞的自轉率是限值的74%（±6%）。[4][1]由於兩個黑洞的質量較小，最終軌道的時間特徵也不同，LIGO因此可以更詳細探測到黑洞併合前的最後階段。在1秒鐘的探測期內，信號頻率經過55次循環（27次環軌）從35 Hz增至450 Hz。與之相比較，第一次併合事件探測期的0.2秒內只有5次環軌。[1][5]
在天文物理學的意義 編輯
GW151226事件意味着，先前的發現並不是僥倖發生的事件，在浩瀚宇宙裏有很多會在未來發生併合事件的雙黑洞，人們必會探測到更多這類事件。[6]
這次探測結果證實了廣義相對論適用於強重力場。之前，廣義相對論的強重力場預測從未被直接檢試過。這是廣義相對論第二次通過這嚴格檢試。[3][7]
註釋 編輯
- ^ 採波源參考系
參考文獻 編輯
- ^ 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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於2016-06-16）.
- ^ Cho, Adiran. LIGO detects another black hole crash. Science News. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始內容存檔於2020-12-08）.
- ^ Ball, Philip. Focus: LIGO Bags Another Black Hole Merger. American Physical Society. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始內容存檔於2021-01-26）.
- ^ Castelvecchi, Davide. LIGO detects whispers of another black-hole merger. Nature News. 15 June 2016 [2016-06-16]. （原始內容存檔於2020-11-08）.
- ^ Overbye, Dennis. Scientists Hear a Second Chirp From Colliding Black Holes. New York Times. June 15, 2016 [June 15, 2016]. （原始內容存檔於2019-04-11）.
外部連結 編輯
