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但異常值隱藏在數(shù)據(jù)中。為了擴大搜索范圍，一個國際天體物理學家小組重新審查了數(shù)據(jù)，結果發(fā)現(xiàn)了10個額外的黑洞合并，它們都在LVC最初分析的檢測閾值之外。這些新合并暗示了奇異的天體物理情景，目前只有使用引力波天文學才能研究這些情景。
領導這項新分析、來自普林斯頓大學博士候選人的物理學家Seth Olsen表示：“通過引力波，我們現(xiàn)在開始觀察在過去幾十億年里合并的各種各樣的黑洞?！彼赋?，每一次觀測都有助于了解黑洞是如何形成和演變，而識別它們的關鍵是找到有效的方法將信號與噪音分開。
Olsen將于4月11日在2022年美國物理學會四月會議的一個會議上介紹了其小組是如何發(fā)現(xiàn)這些合并的。另外他還將在美東部時間4月11日上午10點的在線新聞發(fā)布會上回答媒體的問題。
值得注意的是，觀測結果包括來自高質量和低質量黑洞的現(xiàn)象并填補了黑洞質量譜系中預測的空白，在那里很少有來源被檢測到。大多數(shù)核物理模型表明，恒星不可能坍縮成質量約為太陽質量50至150倍的黑洞?！爱斘覀冊谶@個質量范圍內發(fā)現(xiàn)一個黑洞時，它告訴我們這個系統(tǒng)是如何形成的還有更多的故事。因為很有可能一個上層質量差距的黑洞是以前合并的產物，”O(jiān)lsen說道。
另外，核物理學模型也表明，質量比太陽一倍的恒星會成為中子星而非黑洞，但幾乎所有觀測到的黑洞的質量是太陽的5倍多。對低質量合并的觀測可以幫助彌補中子星和最輕的已知黑洞之間的差距。Olsen表示，對于上部和下部的質量差距已經(jīng)檢測到了少量的黑洞，但新發(fā)現(xiàn)表明，這些類型的系統(tǒng)比我們想象的更加普遍。
新發(fā)現(xiàn)還包括一個科學家以前從未見過的系統(tǒng)。一個朝一個方向旋轉的重黑洞，其吞噬了一個朝相反方向運行的更小的黑洞?！拜^重的黑洞的自旋并不完全跟軌道反方向對齊，而是在側向和顛倒之間傾斜，這告訴我們，這個系統(tǒng)可能來自BBH合并的一個有趣的亞群，其中BBH軌道和黑洞自旋的角度都是隨機的，”O(jiān)lsen說道。
識別像黑洞合并這樣的事件需要一種策略，能從觀測數(shù)據(jù)的背景噪音中區(qū)分出有意義的信號。這跟能夠分析音樂--即使是在嘈雜的公共場所播放的音樂--并識別正在播放的歌曲的智能手機應用沒有什么不同。正如這種應用將音樂跟模板數(shù)據(jù)庫或已知歌曲的頻率信號進行比較一樣，尋找引力波的程序則將觀測數(shù)據(jù)跟已知事件目錄如黑洞合并進行比較。
為了找到這10個額外的事件，Olsen和他的合作者使用“IAS管道”對LVC數(shù)據(jù)進行了分析。IAS管道在兩個重要方面跟LVC使用的管道不同。首先，它采用了先進的數(shù)據(jù)分析和數(shù)值技術來改進LVC管道的信號處理和計算效率；第二，它使用了一種統(tǒng)計方法，犧牲了對LVC方法最可能發(fā)現(xiàn)的源的一些敏感性以獲得對LVC方法最可能錯過的源的敏感性如快速旋轉的黑洞。
在此之前，Zaldarriaga和他的團隊已經(jīng)使用IAS管道分析了LVC早期運行的數(shù)據(jù)，并同樣發(fā)現(xiàn)了在第一次運行分析中被遺漏的黑洞合并。Olsen表示，模擬整個宇宙在計算上是不可行的，甚至模擬黑洞可能形成的各種驚人的方式也不可行。但他指出，像IAS管道這樣的工具可以為未來更精確的模型奠定基礎。
