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  • 一个模拟的快照示出形成的致密星状聚类的中心的二进制黑洞。

    一个模拟的快照示出形成的致密星状聚类的中心的二进制黑洞。

    图像:西北可视化/卡尔Rodriguez的

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  • 示出的黑洞二进制(橙色)和一个单一的黑洞(蓝色)随着相对论效应间的遭遇的模拟。最终两个黑洞发射引力波和合并的突发,创建一个新的黑洞(红色)。

    示出的黑洞二进制(橙色)和一个单一的黑洞(蓝色)随着相对论效应间的遭遇的模拟。最终两个黑洞发射引力波和合并的突发,创建一个新的黑洞(红色)。

    图片:卡尔·罗德里格斯

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致密恒星簇可以促进黑洞巨大合并

一个模拟的快照示出形成的致密星状聚类的中心的二进制黑洞。

在这些环境中的黑洞可能反复结合起来,形成比任何一个单一的明星可能会产生较大的对象。 看视频


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当LIGO的孪生探测器第一次拿起微弱摆动在各自的,镜子相同,信号不只是提供首次直接探测引力波的 - 这也证实了恒星双黑洞的存在,这在第一次引起了信号地方。

二元恒星黑洞形成黑洞,当两个,大质量恒星的残余的创作出来,开始轨道对方。最终,黑洞合并在一个壮观的碰撞,根据爱因斯坦的广义相对论的理论,应该释放的引力波的形式大量的能源。

现在,由bt365手机app的天体物理学家领导的罗德里格斯卡尔月一个国际研究小组表明,黑洞合并和高达多次合作,生产超过质量的黑洞,从单一的,那些恒星形成。这些“第二代合并”应该从球状星团吃 - 空间小的区域,通常在星系的边缘,这都挤满了数十万到数百万的明星。

“这些集群,我们认为形成了数百个黑洞的数千在中心迅速沉了下来,说:”卡尔·罗德里格斯,一个帕帕拉多研究员物理学的bt365手机app的部门和科维理研究所天体物理和空间研究。 “这些类型的集群是本质上的黑洞双星,如果你已经有了这么多的黑洞挂出的空间,可以两个黑洞合并,产生更加巨大的黑洞一个小地区的工厂。这则新的黑洞可以再次找到另一个伴侣和合并“。

LIGO检测是否有质量组分的二元黑洞大于约50个太阳质量,那么谁该集团的ACCORDING的结果,有一个很好的机会,出现了不能从个别明星对象,但密集的恒星簇。

“如果我们等的时间够长,那么LIGO将会看到最后那可能来自这些只是星团,它会因为比什么都大,你得到一个能出演,”罗德里格斯说。 

我和他的同事在一份文件中他们的研究结果出现在报告 物理评论快报.

示出了在星簇,其中两个单黑洞形成二元最终黑孔的中心的50个黑洞动力学模拟。

视频:西北可视化/卡尔Rodriguez的

运行明星

在过去的几年里,罗德里格斯曾调查黑洞的球状星团的行为,并在他们之间的相互作用是否从黑洞的不同之处占位人口较少的地区。 

球状星团在大多数星系中找到,以及它们与星系的大小数量级。巨大的椭圆星系,例如,对于拥有成千上万个恒星,这些团块的,而我们的银河系拥有大约200,与最接近的群集居住大约7000距离地球光年。

在他们的新论文,罗德里格斯和他的同事报告使用一种叫做追求的超级计算机,在西北大学,以模拟在24个星团复杂的,动态的相互作用,从200,000到2星级万元不等,并且涵盖了一系列不同密度和成分的金属。仿真超过12年的十亿单颗在这些集群的演化模式,下面的他们之间的相互作用与其他明星和,最终,黑洞的形成和演化。另外,仿真模拟黑洞11它们形成的轨迹。

“整洁的事情是,因为黑洞在大多数这些集群块状物,下沉到中心的他们,你在哪里得到黑洞的高密度足以形成二进制文件,”罗德里格斯说。 “双黑洞基本上都挂出像集群中的巨头的目标,正如你扔在他们的其他黑洞或恒星,它们经过这些疯狂混乱的遭遇。”

它是相对的

当运行他们的模拟,添加到关键因素的研究人员缺少在先前的努力来模拟球状星团。  

“ADH是过去做过什么人来对待作为一个纯粹的牛顿ESTA问题,”罗德里格斯说。 “牛顿的万有引力理论工作在所有病例中99.9%的。在少数情况下,它不工作,也许是当你有两个黑洞相互关系十分密切,正常情况下不中的大多数星系发生嗖嗖。“

牛顿的相对论假设,如果黑洞是未绑定的开始说起,没有一个会影响到其他,和他们会简单地通过,不变的互相传递。爱因斯坦预测会从庞大的轨道物体晚得多起来,在靠近如两个黑洞 - 推理的ESTA线从牛顿未能认识到引力波的存在这一事实造成的。

“在爱因斯坦的广义相对论,在那里我可以发出引力波,那么一个黑洞附近时另外一个通行证,它可以发出卫生组织引力波的微小脉冲的理论,”解释罗德里格斯。 “这可以从系统中减去足够的能量,这两个黑洞卫生组织成为必然,然后他们会迅速合并。”

决定球队爱因斯坦的相对论效应加入到球状星团他们的模拟。运行模拟后,黑洞合并他们观察对方创造新的黑洞,恒星簇里面自己。没有相对论效应,牛顿引力预测双黑洞大部分会被其他黑洞集群的他们可能之前被踢出合并。但通过采取相对论效应考虑在内,罗德里格斯和他的同事们发现,几乎合并了星团内的双黑洞的一半,开创了新一代的黑洞比星与形成更庞大的。会发生什么情况集群内这些新的黑洞是旋转的问题。

“如果两个孔黑色的纺纱当他们合并,黑洞他们创造将发出引力波在一个单一的首选方向,像火箭,创建一个新的黑洞,可以拍摄出每秒最快的速度为5000公里 - 所以,速度飞快,“罗德里格斯说。 “只需要也许几十一脚一百公里每秒逃避其中一个集群。”

由于ESTA效应,科学家们计算过,在很大程度上任何黑洞合并的结果会被踢出群的,因为它是假定大多数黑洞快速旋转。

ESTA的假设,然而,似乎矛盾从LIGO,至今已检测到只有双黑洞具有低自旋的测量。测试这意味着什么,罗德里格斯拨倒在他的模拟黑洞的自旋,发现在这种情况下,从ADH集群双黑洞的近20%至少有一个黑洞形成是在先前的合并。因为他们是从其他黑洞形成的,一些第二代黑洞可以在50至130太阳质量的范围。科学家认为,黑洞可以从一个单一的明星不是去埃斯特质量的形式。

罗德里格斯说,如果LIGO这种望远镜检测物体与质量在ESTA范围引力波,也就是它从一个单一的不坍缩星来了一个很好的机会,但是从密集的恒星簇。

“我的合着者和我对几个人研究双星形成的赌注,在第一个100个检测LIGO,LIGO将检测到的东西在ESTA质量上的差距,”罗德里格斯说。 “我得到一个不错瓶酒如果出现这种情况是真实的。”

ESTA研究由物理学bt365手机app帕帕拉多奖学金,美国航空航天局,美国国家科学基金会,美国西北大学的中心天体物理学(CIERA)跨学科的探索和研究,空间科学研究所(ICE CSIC)和研究所d部分支持“加泰罗尼亚Espacials研究(IEEC),以及基础研究的研究所塔塔在印度孟买。


主题: 天体物理学, 黑洞, LIGO, 研究, 科学学院, 空间,天文学和行星科学, 科维理, 美国国家科学基金会(NSF), 美国航空航天局, 物理

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