期刊導航
黑洞“踢”過太空的聲音首次令人震驚
后坐力分為兩個黑洞碰撞現在已使用引力波.
這是有史以來第一次不僅可以捕獲新形成的速度的測量黑洞被推斷在空間上，也跨越方向，為理解提供了一種新的工具黑洞合并。
從 2019 年引力波事件GW190412，天文學家已經確定碰撞的不平衡性以超過每秒 50 公里（31 英里）的速度踢了黑洞。
“這是天體物理學中為數不多的現象之一，我們不僅在探測某些東西，而且我們正在重建數十億光年外物體的完整 3D 運動，僅使用時空中的漣漪，”天體物理學家庫斯塔夫·錢德拉說賓夕法尼亞州立大學。
“這是引力波功能的非凡證明。”
自 10 年以來首次探測引力波和從那時起、LIGO、Virgo 和 KAGRA 探測器已經釣到了上百只黑洞碰撞在宇宙中響起。
引力波就像漣漪在池塘中，如果那個池塘是時空的。作為兩個黑洞它們相互螺旋，相互作用的引力場擾動時空，以光速發出漣漪。
當黑洞碰撞和合并時，這種舞蹈在一次巨大的引力爆炸中達到高潮，形成一個單一的物體。科學家可以解碼這些漣漪來探測黑洞的特性，包括兩個碰撞黑洞中每個黑洞的質量和自旋，以及最終合并產物的質量。
“黑洞合并可以理解為不同信號的疊加，就像管弦樂隊的音樂與許多不同樂器演奏的音樂組合一致一樣。”天體物理學家胡安·卡爾德隆-布斯蒂略解釋道西班牙圣地亞哥德孔波斯特拉大學。
“然而，這個樂團很特別：位于它周圍不同位置的觀眾會錄制不同的樂器組合，這使他們能夠了解自己在樂團周圍的確切位置。”
劇烈的宇宙事件（例如核心坍縮超新星或黑洞合并）最戲劇性的結果之一是一種被稱為本命踢的現象。如果事件不平衡– 超新星在一側更強大，或者兩個黑洞的質量非常不均勻——傳遞的能量將不均勻，使新形成的黑洞向一個方向產生巨大的推動力。
回到 2018 年，Calderon-Bustillo 和他的同事設計了一種方法，根據所涉及黑洞的自旋和質量，根據引力波合并數據測量黑洞的本命踢。它需要一組當時尚未滿足的特定條件，但沒過多久，正確類型的事件就發生了。
2019年4月，黑洞碰撞在極不均勻的雙星中的兩個黑洞之間最終被 LIGO-Virgo 合作檢測到。其中一個黑洞的質量是太陽的 29.7 倍，而另一個黑洞的質量是太陽的三倍多——只有太陽質量的 8.4 倍。此外，合并的輕量級意味著比更大規模的合并更長的信號，后者提供了大量數據。
研究人員使用他們的分析技術，確定了合并的黑洞從碰撞中噴射出來的角度和速度——速度足以從碰撞中排出球狀星團，星系內緊密結合的恒星團。
當然，我們不知道黑洞是否在球狀星團中;合并發生在 24 億光年之外，我們的儀器分辨率不夠高，無法看到那么遠的球狀星團。但如果是的話，它可能正在消失。
研究人員表示，這項技術可能是一種強大的新工具探測黑洞合并.
“密集環境中的黑洞合并會導致可檢測到的電磁信號——稱為耀斑——因為殘余黑洞穿過像活躍星系核一樣的密集環境，”天體物理學家 Samson Leong 說香港中文大學。
“因為耀斑的能見度取決于后坐力相對于地球的方向，所以測量后坐力將使我們能夠區分來自雙星黑洞的真正引力波-電磁信號對和隨機巧合。”
該研究已發表在自然天文學.
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