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GW151226

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GW151226
GW151226.png
LIGO的兩個探測器所得到的GW151226信號
說明 第二次直接探測到引力波
事件類型 引力波
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 (通過引力波)
信號頻率 從35 Hz升高至450 Hz
速度 光速
引力應變 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]

GW151226是由先進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,是人类繼GW150914引力波事件後第二次直接探测到的引力波。相关探测结果是由LIGOVIRGO團隊于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、併合以及併合后的黑洞会发生衰荡(ringdown)的理论预测相符。同时GW151226也是人类对双黑洞併合的第二度观测,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]

物理描述[编辑]

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個太陽質量的引力波能量,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利文斯頓探測器先探測到引力波,1.1毫秒之後,位於美國华盛顿州汉福德探測器也探測到引力波。[1][3]

從分析探測數據,LIGOVIRGO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[编辑]

GW151226事件意味著,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引力場。之前,廣義相對論的強引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[编辑]

  1. ^ 採波源參考系

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration; B. P. Abbott; 等. 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. 
  2. ^ LIGO detects second black-hole merger. physicsworld.com. Institute of Physics. 15 June 2016 [15 June 2016]. 
  3. ^ 3.0 3.1 Chu, Jennifer. For second time, LIGO detects gravitational waves. MIT News (MIT). June 15, 2016 [15 June 2016]. 
  4. ^ Cho, Adiran. LIGO detects another black hole crash. Science News. 15 June 2016 [2016-06-16]. 
  5. ^ Ball, Philip. Focus: LIGO Bags Another Black Hole Merger. American Physical Society. 15 June 2016 [2016-06-16]. 
  6. ^ Castelvecchi, Davide. LIGO detects whispers of another black-hole merger. Nature News. 15 June 2016 [2016-06-16]. 
  7. ^ Overbye, Dennis. Scientists Hear a Second Chirp From Colliding Black Holes. New York Times. June 15, 2016 [June 15, 2016]. 

外部連結[编辑]

參見[编辑]