研究人員研究快速移動(dòng)的黑洞，以更好地理解黑洞雙星的黑洞更的形形成。鳴謝:uux.cn/Tia Martineau，好地黑洞新罕布什爾大學(xué)
（神秘的理解地球uux.cn）據(jù)馬薩諸塞大學(xué)達(dá)特茅斯分校（大衛(wèi)·詹姆斯）：UMass Dartmouth的博士生Tousif Islam(主要作者)和Feroz H. Shaik以及助理教授Vijay Varma和副教授Scott Field(數(shù)學(xué))最近在預(yù)印服務(wù)器arXiv上發(fā)表了研究結(jié)果，其中包括確定了一個(gè)很可能通過動(dòng)態(tài)捕獲形成的雙星二元黑洞系統(tǒng)，其碰撞產(chǎn)生了第二個(gè)最快移動(dòng)的研究研究移動(dòng)黑洞(天文學(xué)家表示為GW191109)。
“引力波天文學(xué)的快速關(guān)鍵目標(biāo)之一是了解黑洞及其雙星在自然界中是如何形成的，”瓦爾馬說。黑洞更的形
“快速移動(dòng)的好地黑洞黑洞可以從它們的宿主星系中被彈出，使它們無法與其他黑洞合并，理解形成更重的雙星引力奇點(diǎn)，就像產(chǎn)生引力波信號(hào)GW190521的研究研究移動(dòng)龐然大物一樣。對(duì)快速移動(dòng)的快速黑洞的觀察可以為我們提供重要的見解，了解大自然允許重黑洞通過重復(fù)合并形成的黑洞更的形頻率。”
該團(tuán)隊(duì)的分析在個(gè)人筆記本電腦上需要65年才能完成，但使用高性能超級(jí)計(jì)算機(jī)，分析在大約一周內(nèi)完成。超級(jí)計(jì)算機(jī)是通過科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心(CSCDR)、馬薩諸塞州綠色高性能計(jì)算中心和Anvil(由普渡大學(xué)維護(hù)并通過ACCESS提供)提供的，允許該小組重新分析LIGO-處女座-卡格拉合作產(chǎn)生的引力波數(shù)據(jù)集。
該項(xiàng)目包括來自澳大利亞、新西蘭、羅切斯特理工學(xué)院和內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的合作者，他們中的許多人在2022年1月發(fā)現(xiàn)了快速移動(dòng)黑洞的第一個(gè)證據(jù)后，參與了一項(xiàng)衍生研究。在這篇文章發(fā)表之日，這是僅有的兩個(gè)被觀察到的快速移動(dòng)的黑洞——第二個(gè)是在當(dāng)前的研究中首次發(fā)現(xiàn)的。
“這個(gè)黑洞正在以我們觀察到的第一個(gè)黑洞的三分之一的速度移動(dòng)，大約只有每小時(shí)100萬英里，或1500馬赫，”菲爾德說。“以人類的標(biāo)準(zhǔn)來看，這仍然很快，但還不足以自信地從它的宿主環(huán)境中驅(qū)逐出去，比如GW200129，這是我們?cè)?022年1月分析的事件。”
該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了通過動(dòng)態(tài)捕捉形成的二元黑洞系統(tǒng)的線索。這不同于圍繞一個(gè)共同重心運(yùn)行的雙星系統(tǒng)(如《星球大戰(zhàn)》中的塔圖因)的標(biāo)準(zhǔn)形成機(jī)制。
在雙星系統(tǒng)中，足夠大質(zhì)量的恒星最終將耗盡其聚變過程的燃料，并在超新星爆炸中死亡，留下一個(gè)黑洞。當(dāng)兩顆恒星都坍縮成黑洞時(shí)，可以形成一個(gè)雙星黑洞系統(tǒng)。然而，另一種潛在形成二元黑洞系統(tǒng)的方式是兩個(gè)單獨(dú)的黑洞在一個(gè)星團(tuán)周圍漫游，以“捕獲”彼此。
“盡管這是天文學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域，始于2015年LIGO對(duì)引力波的首次觀測(cè)，但令人興奮的是，我們已經(jīng)可以開始回答黑洞雙星如何在自然界形成的問題，”瓦爾馬說。
“然而，這些令人興奮的信號(hào)也與探測(cè)器中的一些噪聲偽像相吻合，這意味著我們需要更多的觀察才能更好地理解這樣的雙星。LIGO探測(cè)器目前正在進(jìn)行靈敏度改進(jìn)后的第四次觀測(cè)，我們希望很快看到許多這樣的信號(hào)！”
Islam和Shaik是工程和應(yīng)用科學(xué)——計(jì)算科學(xué)和工程(CSE)的博士生。Islam下個(gè)月將為他的博士學(xué)位進(jìn)行答辯，他在加州大學(xué)圣巴巴拉分校的Kavli理論物理研究所(KITP)有一個(gè)博士后研究職位。本文的第三位作者Shaik將于明年畢業(yè)。
“這是一個(gè)令人難以置信的獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)刻，能夠找到第二個(gè)快速移動(dòng)的黑洞，并識(shí)別出一個(gè)可能通過動(dòng)態(tài)捕捉形成的二元黑洞系統(tǒng)，”Islam說。“我們的研究不僅為探索這些天體物理現(xiàn)象貢獻(xiàn)了令人振奮的一章，也凸顯了CSCDR重力研究小組的最先進(jìn)能力。”
該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)與這項(xiàng)研究相關(guān)的后驗(yàn)樣本目錄，包括2015-2020年的47個(gè)二元黑洞引力波事件，以及一系列類似并解釋GW200129“踢”和“旋轉(zhuǎn)”后驗(yàn)的視覺圖形。

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