来自引力波数据的丰富发现导致最详细的黑洞“家庭肖像”

由计算机模型生成的该插图显示了多个黑洞，发现了浓密的球状星座的核心内。

在包括西北大学天文学家在内的国际研究合作，迄今为止制作了最详细的黑洞家族肖像，为黑洞形式提供新的线索。对最近的重力波数据的强烈分析导致丰富的肖像以及爱因斯坦的一般相对论理论的多次测试。（理论通过了每次测试。）

弥补Ligo科学协作（LSC）和处女座协作的科学家团队现在正在分享其发现的完整细节。这包括新的引力波检测候选候选人，该候选候选人审查 - 一种往往的39人，代表各种黑洞和中子恒星 - 以及结合所有观察结果的新发现。39个事件平均每周观察超过一个。

观察可能是解决二元星族的许多谜团的关键伙伴。更好地了解二元明星如何发展在天文学中，从外部到星系形成都会产生后果。

详情据报道，在三个相关论文中，该文件于10月28日在Arxiv.org发布。研究还正在提交对同行评审期刊。

此图显示了两个黑洞的合并以及引力波，这些引力波在黑洞彼此相对旋转时向外波动。

在国家科学基金会激光干涉测量引力波天文台（Ligo）的第三次观察奔跑的前半部分，检测到研究的重力波信号是检测到的第三次观察运行，称为O3A，一对相同，4公里 - 在美国的长干涉仪和处女座，意大利的3公里探测器。该仪器可以检测来自许多来源的引力波信号，包括碰撞黑洞和碰撞中子恒星。

“引力 - 波天文学是革命性的 - 向我们揭示了黑洞和中子恒星的隐藏生活，”克里斯托弗·贝瑞，一个LSC成员和论文的作者说。“在短短的五年里，我们从不知道二元黑洞存在于有40多个目录。第三次观察运行比以往任何时候都产生了更多的发现。将它们与早期的发现组合绘制了宇宙丰富的二进制文件的美丽画面。“

Berry是西北部Ciera（Astrophysics跨学科探索和研究中心）和Glasgow大学的讲师的Ciera参观者研究教授。其他西北作者包括Ciera成员Maya Fishbach和Chase Kimball。Ciera是一组广泛的研究人员，理论上是一群专业的研究人员，仿真和观察谁学习黑洞，中子恒星，白矮星等。

适用于各种紧凑型物体的群众集合。图形显示了通过引力波检测到的不确定性质（灰色）的黑洞（蓝色），中子恒星（橙色）和紧凑的物体。每个紧凑的二元合并对应于三个紧凑的物体：两个聚结物对象和最终合并残余物。

作为合作的成员，西北部的研究人员分析了来自引力波检测器的数据，以推断检测到的黑洞和中子星二进制文件的性质，并提供对这些发现的天体物理解释。

这些论文总结如下：

“目录纸”详细介绍了从O3A的上半部分的黑洞和中子恒星的检测，使该期间的检测候选人数为39。此数量大大超过了前两个观察运行的检测。（第一次运行有三个引力波检测，第二个有八个。）从O3A宣布的宣布检测包括质量差距（GW190814）中的神秘物体和一类中间质量黑洞（GW190521）。在“人口纸”中，研究人员重建了群众和旋转的分布黑洞群体估计二元中子恒星的合并率。结果将帮助科学家了解详细的天体物理过程，这些过程塑造了这些系统的形式。这种改进了对黑洞的质量分布的理解，并且知道黑洞旋转可能未对准，这可能有多种方式对于二进制黑洞来形成。通过组合进行详细的分析，可以有多种方式进行二进制黑洞。通过组合进行详细分析。一切都在一起。在他们称之为“测试一般相对论”中，作者对爱因斯坦的一般相对论理论进行了限制。该理论通过飞行的颜色，他们更新了他们最佳测量的潜在修改。

“到目前为止，利奥戈和处女座的第三次观察赛已经产生了许多惊喜，”NASA爱因斯坦博士后研究员和LSC成员。“在第二次观察运行之后，我以为我们已经看到了整个二元黑洞的光谱，但黑洞的景观很丰富，比我想象的更具变化。我很高兴看到未来的观察会教我们。“

Fishbach协调了人口纸的写作，这概述了合作所了解的关于合并黑洞和中子恒星系列的物业。

Berry帮助协调分析作为全球团队的一部分，以推断检测的属性，并且他作为目录和测试一般相对论文的LSC编辑器审核员。

研究生追逐Kimball，一个LSC会员，贡献了对人口纸的合并率的计算。金宝球由西北LSC小组的首席研究员，CIERA负责人Berry和Vicky Kalogera共同建议，并且是温伯格文理学院的Daniel I. Linzer杰出大学物理与天文学教授。

LIGO和处女座探测器在今年三月完成了最新的观测运行。从2019年4月1日至2019年10月1日起收集了这三篇论文中分析的数据。研究人员正在分析来自观察运行的下半部分的数据O3B。

探测器计划在完成工作以增加其检测范围后明年恢复观察。

“合并黑洞和中子星二进制文件是一个独特的实验室，”贝利说。“我们可以使用它们来研究重力 - 到目前为止，爱因斯坦的一般相对论已经过去了 - 以及大规模的明星如何生活的天体物理学。Ligo和Virgo改变了我们观察这些二进制文件的能力，并且随着我们的探测器的改善，发现率仅会加速。“

人口纸上标题为“来自第二个Ligo-Virgo引力波瞬态目录的紧凑型物体的人口属性”。“Arxiv：
2010.14533

目录纸标题为“GWTC-2：在第三次观察运行的前半部分，Ligo和Virgo观察到紧凑的二元聚合。“Arxiv：2010.14527

测试一般相对论纸张标题为“与第二个Ligo-Virgo的二进制黑洞一般相对性的测试。”Arxiv：2010.14529

该研究由美国国家科学基金资助。