黑洞和中子星合并以其奇数轨道推动物理定律

合并的黑洞和中子星在碰撞和合并之前具有不寻常的椭圆形轨道,这挑战了物理定律。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

科学家发现,在黑洞与中子星碰撞并合并之前,这些极端的恒星残骸可以在椭圆形轨道而不是圆形轨道上相互旋转。这一发现展示了黑洞和中子星推动物理定律的另一种方式,并对这些混合双星系统的形成和演化的假设提出了质疑。

一组科学家在研究这种“混合合并”产生的时空涟漪或引力波时,对黑洞和中子星在圆形轨道上相互接近的假设提出了挑战。此次合并产生的信号被称为 GW200105,由引力波探测器激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和 Virgo 检测到。这次合并发生在大约 9.1 亿光年之外,产生了一个质量约为太阳 13 倍的子黑洞。

来自英国伯明翰大学的团队成员帕特里夏·施密特在一份声明中说:“这一发现为我们提供了关于这些极端物体如何聚集在一起的重要新线索。” “它告诉我们,我们的理论模型是不完整的,并提出了关于此类系统在宇宙中何处诞生的新问题。”

该团队发现的关键是伯明翰大学引力波天文学研究所开发的一种新的引力波模型,该模型使施密特和同事能够确定原始物体的轨道。

这包括计算碰撞产生引力波信号的黑洞和中子星在合并之前摆动或“进动”的程度。计算显示合并前缺乏进动。

“轨道泄露了真相。它在合并前的椭圆形表明这个系统并不是孤立地悄悄演化的,而是几乎肯定是通过与其他恒星或第三个伴星的引力相互作用而形成的,”施密特继续说道。