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但異常值隱藏在數據中。為了擴大搜索范圍,一個國際天體化學學家小組重新審查了數據,結果發覺了10個額外的黑洞合并,它們都在LVC最初剖析的測量閥值之外。這種新合并暗示了奇特的天體化學情境,目前只有使用引力波天文學能夠研究這種情境。
領導這項新剖析、來自耶魯學院博士候選人的化學學家SethOlsen表示:“通過引力波,我們如今開始觀察在過去幾十億年里合并的各類各樣的黑洞。”他強調,每一次觀測都有助于了解黑洞是怎樣產生和演化,而辨識它們的關鍵是找到有效的方式將訊號與噪聲分開。
Olsen將于4月11日在2022年日本數學學會五月大會的一個大會上介紹了其小組是怎樣發覺這種合并的。另外他還將在美西部時間4月11日早上10點的在線新聞發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象并彌補了黑洞質量譜系中預測的空白,在那兒極少有來源被監測到。大多數核化學模型表明,星體不可能坍縮成質量約為太陽質量50至150倍的黑洞。“當我們在這個質量范圍內發覺一個黑洞時,它告訴我們這個系統是怎樣產生的還有更多的故事。由于很有可能一個下層質量差別的黑洞是先前合并的產物,”Olsen說道。
另外,核化學學模型也表明,質量比太陽一倍的星體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填補中子星和最輕的已知黑洞之間的差別。Olsen表示,對于下部和上部的質量差別早已測量到了少量的黑洞,但新發覺表明,這種類型的系統比我們想像的愈發普遍。
新發覺還包括一個科學家曾經未曾見過的系統。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。“較重的黑洞的載流子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,這個系統可能來自BBH合并的一個有趣的亞群天體物理學大學,其中BBH軌道和黑洞載流子的角度都是隨機的,”Olsen說道。
辨識像黑洞合并這樣的風波須要一種策略,能從觀測數據的背景噪聲中分辨出有意義的訊號。這跟才能剖析音樂--雖然是在喧鬧的公共場所播放的音樂--并辨識正在播放的歌曲的智能手機應用沒有哪些不同。正如這些應用將音樂跟模板數據庫或已知歌曲的頻度訊號進行比較一樣,找尋引力波的程序則將觀測數據跟已知風波目錄如黑洞合并進行比較。
為了找到這10個額外的風波,Olsen和他的合作者使用“IAS管線”對LVC數據進行了剖析。IAS管線在兩個重要方面跟LVC使用的管線不同。首先,它采用了先進的數據剖析和數值技術來改進LVC管線的訊號處理和估算效率;第二,它使用了一種統計方式,犧牲了對LVC方式最可能發覺的源的一些敏感性以獲得對LVC方式最可能錯過的源的敏感性如快速旋轉的黑洞。
在此之前,和他的團隊早已使用IAS管線剖析了LVC初期運行的數據,并同樣發覺了在第一次運行剖析中被遺漏的黑洞合并。Olsen表示,模擬整個宇宙在估算上是不可行的天體物理學大學,甚至模擬黑洞可能產生的各類驚人的方法也不可行。但他強調,像IAS管線這樣的工具可以為未來更精確的模型奠定基礎。