據(jù)外媒報(bào)道，康奈爾大學(xué)文理學(xué)院克拉曼物理學(xué)博士后Vijay Varma表示，引力波天文學(xué)的關(guān)鍵目標(biāo)之一是了解和描述雙黑洞的旋轉(zhuǎn)。通過測(cè)量雙黑洞系統(tǒng)的質(zhì)量和自旋率，其中兩個(gè)超級(jí)緊湊的天體相互繞行，利用天體合并時(shí)發(fā)出的引力波，研究人員可以深入了解天體物理學(xué)中更大的問題，包括廣義相對(duì)論和恒星的壽命。
在4月29日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的《LIGO-Virgo雙黑洞的新旋轉(zhuǎn)》中，Varma和合作者提出了一種研究雙黑洞的新方法，通過旋轉(zhuǎn)--而不是質(zhì)量--來識(shí)別它們的每個(gè)單獨(dú)的組成黑洞，這導(dǎo)致了對(duì)旋轉(zhuǎn)的改進(jìn)測(cè)量。研究人員應(yīng)用這種新方法來分析由LIGO和Virgo引力波探測(cè)器收集的雙黑洞數(shù)據(jù)。
研究人員寫道：“我們不是像通常那樣試圖確定兩個(gè)天體中最重和最輕的自旋，而是推斷出具有最高和最低自旋的天體的屬性?！彼麄儗懙溃骸斑@種對(duì)黑洞自旋的重新關(guān)注，而不是對(duì)其質(zhì)量的重新關(guān)注，為兩個(gè)黑洞的質(zhì)量幾乎相等的雙星的自旋測(cè)量提供了新的重要性——這似乎是大多數(shù)情況?！?/p>
他們的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變科學(xué)家研究黑洞的方式，黑洞為廣義相對(duì)論和我們對(duì)恒星演化的認(rèn)識(shí)以及其他大型問題提供了洞察力。
Biscoveanu表示：“我們意識(shí)到，對(duì)于雙星中的兩個(gè)黑洞具有相等質(zhì)量或接近相等質(zhì)量的系統(tǒng)，很難測(cè)量自旋。研究小組重新規(guī)劃了這個(gè)問題，直接觀察自旋最高的黑洞和自旋最低的黑洞的自旋?！?/p>
Varma和合作者（來自麻省理工學(xué)院的主要作者Sylvia Biscoveanu、Maximiliano Isi和Salvatore Vitale）在研究GW190521的數(shù)據(jù)時(shí)受到啟發(fā)，開始進(jìn)行這一研究，GW190521是一個(gè)由LIGO探測(cè)到的雙黑洞系統(tǒng)，LIGO是一個(gè)非常敏感的儀器，可以探測(cè)來自天文物體的引力波，包括黑洞。研究人員說，這個(gè)系統(tǒng)特別有趣，因?yàn)樗瞧駷橹固綔y(cè)到的質(zhì)量最大的系統(tǒng)，而且它還展示了以前沒有觀察到的獨(dú)特自旋特征的證據(jù)。
Varma表示：“我們對(duì)有自旋的系統(tǒng)特別感興趣，因?yàn)樗鼈償y帶著大量的天體物理信息，可以告訴我們這些雙星首先是如何形成的?！彼情_發(fā)“代用模型”的專家，該模型允許研究人員根據(jù)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬來確定黑洞的特征。
Varma稱，黑洞是令人難以置信的重和密集，通常比太陽的質(zhì)量大10到30倍，有時(shí)更重，但擠在一個(gè)大約夏威夷大小的空間里。Biscoveanu將測(cè)量雙黑洞系統(tǒng)的質(zhì)量和自旋比作測(cè)量?jī)煞N果汁的溫度和甜度。她說：“你會(huì)測(cè)量你正在品嘗的最冷的果汁的溫度和最甜的果汁的甜度。你不會(huì)試圖測(cè)量最冷的果汁的甜度，因?yàn)檫@是一個(gè)復(fù)雜的問題，特別是如果它們兩個(gè)都是相同的溫度?！?/p>
研究人員說，查詢旋轉(zhuǎn)速度最快的黑洞有助于研究人員更多地了解單個(gè)雙黑洞系統(tǒng)，或整個(gè)雙黑洞群，例如LIGO-Virgo合作組織通過引力波觀測(cè)到的黑洞。
“這對(duì)恒星如何演化和形成黑洞有影響，”Varma說?！拔覀兛梢曰氐窖莼脑缙陔A段，并試圖了解黑洞天體物理學(xué)的秘密。”
