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LIGO和处女座从二元黑洞合并中检测引力波

em LIGO科学合作组织和Virgo合作组织的科学家报告了LIGO和Virgo探测器首次联合检测引力波。 / em

这一新发现是第四次宣布检测到二进制黑洞系统,并通过处女座检测器记录了第一个重要的重力波信号,并强调了三探测器引力波探测器网络的科学潜力

三检测器观察是在2017年8月14日10:30:43 UTC进行的。位于路易斯安那州利文斯顿和华盛顿汉福德,由国家科学基金会(NSF)资助的两台激光干涉仪引力波观测站(LIGO)探测器和位于意大利比萨附近的处女座探测器探测到一个瞬态引力由两个恒星质量黑洞聚合产生的波信号。

一篇关于该事件的论文,被称为GW170814,已被接受发表在“物理评论快报”杂志上。

探测到的引力波 - 空间和时间的涟漪 - 在两个黑洞合并的最后时刻发射,质量约为太阳质量的31倍和25倍,位于距离18亿光年远的地方。新产生的旋转黑洞的质量约为太阳质量的53倍,这意味着在合并过程中约有3个太阳质量被转化为引力波能量。

LSC发言人,麻省理工学院的David Shoemaker说:“这只是处女座和LIGO共同协作的网络观察的开始。 “随着2018年秋季计划进行下一次观测,我们可以每周或甚至更频繁地期望这种检测。”

“我们全新的高级处女座探测器在正式开始采集数据两周后才能看到第一个引力波信号,这真是太棒了,”Nikhef的Jo van den Brand和VU大学阿姆斯特丹分校的处女座合作的发言人说。 “在过去六年里,先进处女座项目升级仪器的所有工作完成后,这是一个巨大的回报。”

“一年半以前,国家科学基金会宣布其激光引力波天文台首次发现了距离宇宙十亿光年远的两个黑洞相撞所引起的引力波,”他说。法国国家科学基金会主任Córdova。 “今天,我们很高兴地宣布,处女座引力波观测站和LIGO科学合作组织首次发现了这些天文台的首次发现,这些天文台首次观测到引力波探测,相隔数千英里。这是不断发展的国际科学努力的一个令人兴奋的里程碑,它揭开了我们宇宙奇特的奥秘。“

先进的LIGO是第二代引力波探测器,由汉福德和利文斯顿的两个相同的干涉仪组成,并使用精确的激光干涉仪来检测引力波。从2015年9月开始运营,高级LIGO进行了两次观察。第二次“O2”观测从2016年11月30日开始,到2017年8月25日结束。

先进的处女座是由处女座合作建造和运营的第二代仪器,用于搜索引力波。随着2011年10月初始处女座探测器的观测结束,高级处女座探测器的整合开始了。新工厂于2017年2月投入使用,并且正在进行调试。 4月份,探测器在其标称工作点的控制首次实现。

处女座探测器于2017年8月1日上午10:00加入O2运行。 8月14日的实时检测是由三个LIGO和Virgo仪器的数据触发的。处女座目前比LIGO敏感度低,但基于三个探测器提供的所有信息的两个独立搜索算法也证明了处女座数据中的信号。

总体而言,当从双探测器网络移动到三探测器网络时,可能包含源的宇宙体积缩小超过20倍。 GW170814的天空区域的尺寸仅为60平方度,比仅使用两个LIGO干涉仪的数据要小10倍以上;另外,测量源距离的准确性也从处女座的加入中受益。

LSC副发言人佐治亚理工学院教授劳拉·卡多纳蒂说:“这种提高的精度将使整个天体物理学界最终能够做出更令人兴奋的发现,包括多信使观测。” “较小的搜索区域可以使用望远镜和卫星进行后续观测,以观测产生引力波和光辐射的宇宙事件,例如中子星的碰撞。”

“随着我们增加国际引力波网络中的观测台的数量,我们不仅改善了震源位置,而且还恢复了改进的极化信息,提供了关于轨道物体方向的更好信息,并启用了对爱因斯坦理论的新测试,“LIGO天文台业务副主任Fred Raab说。

LIGO和VIRGO在世界各地的合作伙伴电磁设施没有确定GW170814的对应物,这与之前三次LIGO黑洞合并观测结果相似。黑洞产生引力波,但不会产生光。

加利福尼亚州LIGO实验室执行董事David H. Reitze说:“通过先进的LIGO和Virgo探测器的首次联合探测,我们向引力波宇宙迈出了一步。 “处女座带来了一种强大的新功能,可以检测并更好地定位引力波源,这无疑将导致未来令人兴奋和未曾预料到的结果。”

Source:LIGO