天文学家揭开球状星团的起源的神秘面纱

天文学家揭开球状星团的起源的神秘面纱科学家们发现了强有力的证据,证明当球状星团在130亿年前形成时,球状星团内存在着超大质量的恒星。这里是距离地球22000光年的球状星团M13的图像,它由100万颗恒星组成,被挤压在150光年宽的空间里。资料来源:HSTSTScINASAESA了解这一独特的特征代表了天文学领域的一个重大难题。此前,来自日内瓦大学和巴塞罗那大学以及巴黎天体物理研究所(隶属于法国国家科学研究中心和索邦大学)的研究人员猜想,他们已经在球状原星团中探测到了这些恒星的最初化学证据。这些原星团是在大爆炸后大约4.4亿年才出现的。这些结果是通过詹姆斯-韦伯太空望远镜的观测获得的,发表在《天文学和天体物理学》杂志上。球状星团是分布在一个球体中的非常密集的恒星群,其半径从十几到一百光年不等。它们可以包含多达100万颗恒星,在所有类型的星系中都能找到。我们的星系就有大约180个这样的星系。它们最大的谜团之一是其恒星的组成:为什么会有如此多的变化?例如,氧气、氮气、钠和铝的比例在每颗恒星之间都有所不同。然而,它们都是在同一时间,在同一片气体云中诞生的。天体物理学家说的是"丰度异常"。寿命很短的怪物来自日内瓦大学(UNIGE)和巴塞罗那大学以及巴黎天体物理研究所(CNRS和索邦大学)的一个团队在解释这一现象方面取得了新进展。在2018年,它已经开发了一个理论模型,根据这个模型,超大质量的恒星在这些星团的形成过程中会"污染"原来的气体云,以异质的方式使其恒星富含化学元素。"今天,由于詹姆斯-韦伯太空望远镜收集的数据,我们相信我们已经发现了这些非凡恒星存在的第一个线索,"UNIGE理学院天文学系的全职教授CorinneCharbonnel解释说,他也是该研究的第一作者。这些天体怪物的质量是太阳的5000到10000倍,其中心温度是太阳的5倍(7500万℃)。但是要证明它们的存在是很复杂的。''球状星团的年龄在100到130亿年之间,而超级恒星的最大寿命是200万年。因此,它们很早就从目前可以观测到的星团中消失了。"巴塞罗那大学ICREA教授、该研究的共同作者MarkGieles解释说:"只剩下间接的痕迹。"通过光线揭示出来由于詹姆斯-韦伯望远镜的非常强大的红外视力,共同作者能够支持他们的假设。该卫星捕捉到了我们宇宙中迄今为止已知的最遥远和最年轻的星系之一所发出的光。GN-z11位于大约133亿光年处,只有几千万年的历史。在天文学中,对宇宙物体的光谱分析是确定其特征的一个关键因素。在这里,这个星系所发出的光提供了两个有价值的信息。"已经确定它含有非常高比例的氮和非常高密度的恒星,"UNIGE理学院天文学系副教授DanielSchaerer说,他是这项研究的共同作者。"这表明在这个星系中正在形成几个球状星团,而且它们仍然藏有一颗活跃的超大质量恒星。氮气的强烈存在只能用氢气在极高温度下的燃烧来解释,只有超大质量恒星的核心才能达到这种温度,正如我们团队的硕士生LauraRamirez-Galeano的模型所示,"CorinneCharbonnel解释说。这些新结果加强了国际团队的模型。这个模型是目前唯一能够解释球状星团中丰度异常的模型。科学家们的下一步将是利用詹姆斯-韦伯的数据,在遥远的星系中形成的其他球状星团上测试这个模型的有效性。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367057.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1367057.htm

相关推荐

封面图片

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜两个超大质量黑洞的合并是一个早已被预测到的现象,尽管从未被直接观测到过。天文学家提出的一个理论是,这些系统的质量如此之大,以至于它们耗尽了宿主星系中驱动合并所需的恒星物质。利用双子座北望远镜的档案数据,一个天文学家小组发现了一个双黑洞,为这一观点提供了有力的证据。据研究小组估计,这个双黑洞的质量是太阳质量的280亿倍,是迄今为止测量到的最重的双黑洞。这次测量不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料,而且还支持了一个由来已久的理论,即超大质量黑洞双星的质量在阻止超大质量黑洞合并方面起着关键作用。资料来源:NOIRLab/NSF/AURA/J.daSilva/M.Zamani几乎每个大质量星系的中心都有一个超大质量黑洞。当两个星系合并时,它们的黑洞会形成一对双星,这意味着它们处于相互束缚的轨道上。据推测,这些双星最终会合并,但这一现象从未被观测到过[1]。几十年来,天文学家们一直在讨论这样的事件是否可能发生。在最近发表于《天体物理学报》(TheAstrophysicalJournal)的一篇论文中,一个天文学家小组提出了对这一问题的新见解。一个天文学家小组利用由美国国家科学基金会NOIRLab负责运行的双子座北望远镜(国际双子座天文台的一半)提供的档案数据,测量出了迄今发现的最重的一对超大质量黑洞。两个超大质量黑洞的合并是一种早已被预测到的现象,但从未被观测到过。这对超大质量黑洞提供了一些线索,说明为什么宇宙中发生这种事件的可能性如此之小。双子座北区前所未有的洞察力研究小组利用夏威夷双子座北望远镜(由美国国家科学基金会资助的NOIRLab运行的国际双子座天文台的二分之一)的数据,分析了位于椭圆星系B20402+379内的一个超大质量黑洞双星。这是迄今为止唯一一个被分辨得足够详细,可以分别看到两个天体的超大质量黑洞双星,[2]而且它还保持着迄今为止直接测量到的最小间隔记录--仅仅24光年[3]。虽然如此接近的分离预示着强大的合并,但进一步的研究发现,这对天体已经在这个距离上停滞了30多亿年,这不禁让人产生疑问:是什么阻碍了合并?双黑洞合并的挑战为了更好地了解这个系统的动态及其停止的合并,研究小组研究了双子座北区的双子座多目标摄谱仪(GMOS)的档案数据,这些数据使他们能够确定黑洞附近恒星的速度。"GMOS出色的灵敏度使我们能够测绘出恒星在靠近星系中心时的速度,"论文共同作者、斯坦福大学物理学教授罗杰-罗曼尼(RogerRomani)说。"有了这些,我们就能推断出居住在那里的黑洞的总质量。"据研究小组估计,这对双星的质量是太阳质量的280亿倍,是迄今测量到的最重的双黑洞。这一测量结果不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料,而且还支持了一个由来已久的理论,即超大质量双黑洞的质量在阻止潜在合并中起着关键作用[4]。"为国际双子座天文台提供服务的数据档案蕴藏着一座尚未开发的科学发现金矿,"国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁-斯蒂尔说,"对这个极端超大质量双黑洞的质量测量是一个令人敬畏的例子,说明了探索这一丰富档案的新研究可能产生的影响。"二进制系统的形成与未来了解这个双星是如何形成的,有助于预测它是否以及何时会合并--一些线索表明,这对双星是通过多个星系合并形成的。首先,B20402+379是一个"化石星系团",这意味着它是整个星系团的恒星和气体合并成一个大质量星系的结果。此外,两个超大质量黑洞的存在,加上它们巨大的总质量,表明它们是由多个星系的多个较小黑洞合并而成的。星系合并后,超大质量黑洞不会正面相撞。相反,当它们进入一个有束缚的轨道时,就会开始互相弹射。它们每经过对方一次,能量就会从黑洞传递到周围的恒星。随着它们能量的流失,这对黑洞被越拖越近,直到相距仅有一光年时,引力辐射占据上风,它们才会合并。这一过程已经在成对恒星质量的黑洞中被直接观测到--有史以来的第一次记录是在2015年通过引力波的探测--但从未在超大质量的双星中观测到过。停滞不前的合并与未来联合的可能性通过对该星系巨大质量的新了解,研究小组得出结论,需要有数量特别多的恒星才能减缓双星轨道的速度,使它们如此接近。在这个过程中,黑洞似乎甩掉了它们附近几乎所有的物质,使得星系核心缺少恒星和气体。由于没有更多的物质来进一步减缓这对天体的轨道,它们的合并在最后阶段停滞了。罗曼尼说:"通常情况下,黑洞对较轻的星系似乎有足够的恒星和质量来驱动两者迅速结合在一起。由于这对黑洞非常重,因此需要大量恒星和气体来完成这项工作。但是这对黑洞已经将中央星系中的这些物质清除干净,使它停滞不前,可供我们研究。"这对天体究竟会克服停滞状态,最终以数百万年的时间尺度合并,还是永远继续在轨道上徘徊,目前尚无定论。如果它们真的合并,产生的引力波将比恒星质量的黑洞合并产生的引力波强大一亿倍。这对天体有可能通过另一次星系合并来征服最后的距离,这将为星系注入更多的物质,或者有可能是第三个黑洞,从而使这对天体的轨道慢到足以合并。不过,鉴于B20402+379是一个化石星系团,另一个星系合并的可能性不大。"我们期待着对B20402+379的内核进行后续调查,我们将研究其中存在多少气体,"论文第一作者、斯坦福大学本科生TirthSurti说。"这应该能让我们更深入地了解超大质量黑洞最终能否合并,或者它们是否会作为双星搁浅。"说明虽然有证据表明超大质量黑洞之间的距离只有几光年,但似乎没有一个黑洞能够跨越这个最终距离。关于这种事件是否可能发生的问题被称为"最终-秒差距问题",几十年来一直是天文学家们讨论的话题。以前曾对含有两个超大质量黑洞的星系进行过观测,但在这些情况下,它们相距数千光年--太远了,不可能像在B20402+379中发现的双星那样处于相互结合的轨道上。其他黑洞动力源的距离可能更小,不过这些都是通过间接观测推断出来的,因此最好归类为候选双星。这一理论最早是由贝格尔曼等人于1980年提出的,根据数十年来对星系中心的观测,这一理论一直被认为是存在的。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422216.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422216.htm

封面图片

哈勃望远镜探寻球状星团NGC 6325的神秘心脏

哈勃望远镜探寻球状星团NGC6325的神秘心脏在哈勃太空望远镜拍摄的这张照片中,密密麻麻的球状星团NGC6325闪闪发光。这个集中的恒星群位于距离地球约26000光年的蛇夫座。像NGC6325这样的球状星团是紧密结合的恒星集合体,其成员数量从数万到数百万不等。它们可以在所有类型的星系中找到,并作为天文学家研究恒星形成的天然实验室。这是因为球状星团的组成恒星往往是在大致相同的时间内形成的,并且具有相似的初始成分,这意味着天文学家可以利用它们来微调他们关于恒星如何演变的理论。天文学家检查这个特殊的星团不是为了了解恒星的形成,而是为了寻找一个隐藏的怪物。尽管它看起来很平静,但天文学家怀疑这个星团可能包含一个中等质量的黑洞,它正在巧妙地影响周围恒星的运动。之前的研究发现,在一些高度集中的球状星团--那些恒星相对紧密地挤在一起的球状星团中,恒星的分布与天文学家的预期略有不同。这种差异表明,至少这些密集的球状星团中的一些--也许包括NGC6325--可能有一个黑洞潜伏在中心。为了进一步探索这一假设,天文学家们转向了哈勃的宽视场相机3,以观测一个更大的密集球状星团样本,其中包括NGC6325的这个星光灿烂的图像。来自哈勃高级观测相机的额外数据也被纳入了这张图片。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359701.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1359701.htm

封面图片

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密

天文学家用韦伯望远镜揭开宇宙最古老低质量星系的秘密罗格斯大学的天文学家利用詹姆斯-韦伯太空望远镜研究了沃尔夫-伦德马克-梅洛特星系,揭开了宇宙早期恒星形成的历史。他们的发现为星系如何演化以及温度在恒星形成中的作用提供了新的见解。资料来源:美国国家航空航天局面向宇宙的“考古发掘”艺术与科学学院物理与天文学系助理教授克里斯汀-麦奎恩(KristenMcQuinn)说:"通过如此深入的观察和如此清晰的观察,我们已经能够有效地回到过去,基本上是在进行一种考古挖掘,寻找宇宙历史早期形成的低质量恒星。"她领导的这项研究发表在《天体物理学报》。McQuinn认为,罗格斯大学高级研究计算办公室管理的Amarel高性能计算集群使研究小组能够计算银河系的恒星发展史。这项研究的一个方面是将一次大规模计算重复600次。她补充说,这项重大计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序,这将使更广泛的科学界受益。WLM星系部分区域的两幅景象,一幅由美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄(左),另一幅由詹姆斯-韦伯太空望远镜拍摄。图片来源:Science:NASA,ESA,CSA,IPAC,KristenMcQuinn(RU),ImageProcessing:ZoltG.Levay(STScI),AlyssaPagan(STScI)低质量星系的重要性麦奎恩对所谓的"低质量"星系特别感兴趣。因为它们被认为是早期宇宙的主宰,研究人员可以利用它们来研究恒星的形成、化学元素的演化以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们很微弱,分布在天空中,构成了本地宇宙中的大多数星系。像韦伯望远镜这样先进的望远镜让科学家们能够近距离观察它们。WLM是德国天文学家马克斯-沃尔夫(MaxWolf)于1909年发现的一个"不规则"星系,这意味着它不具有明显的形状,如螺旋形或椭圆形,瑞典天文学家克努特-伦德马克(KnutLundmark)和英国天文学家菲力伯特-雅克-梅洛特(PhilibertJacquesMelotte)于1926年对它进行了更详细的描述。它位于本星系群的外围,本星系群是一个哑铃状的星系群,其中包括银河系。麦奎因指出,由于位于本星系群的边缘,WLM免受了与其他星系交融的破坏,使其恒星群处于原始状态,有利于研究。天文学家之所以对WLM感兴趣,还因为它是一个充满活力的复杂星系,拥有大量气体,能够积极地形成恒星。WLM银河系中的恒星形成为了了解银河系恒星形成的历史--即恒星在宇宙不同时期的诞生速度,麦奎恩和她的团队利用这架望远镜煞费苦心地将包含成千上万颗恒星的天空区域归零。为了确定恒星的年龄,他们测量了恒星的颜色(代表温度)和亮度。麦奎因说:"我们可以利用我们对恒星演化的了解,以及这些颜色和亮度所表明的情况,基本上确定星系恒星的年龄。"研究人员随后对不同年龄的恒星进行了计数,并绘制出了宇宙历史上恒星的诞生率。以这种方式对恒星进行编目向研究人员表明,随着时间的推移,WLM产生恒星的能力在起伏。研究小组的观测结果证实了科学家们早些时候利用哈勃太空望远镜所做的评估,这些观测结果表明,在宇宙历史的早期,该星系曾在30亿年的时间里产生过恒星。它停顿了一段时间,然后又重新点燃。她相信这种停顿是由早期宇宙的特定条件造成的:"那时的宇宙真的很热。我们认为,宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体,使恒星的形成一度停止。冷却期持续了几十亿年,然后恒星形成再次开始。"这项研究是美国国家航空航天局"早期发布计划"的一部分,该计划指定科学家与太空望远镜科学研究所合作开展研究,旨在突出韦伯的能力,帮助天文学家为未来的观测做好准备。美国国家航空航天局于2021年12月发射了韦伯望远镜。这个大型镜面仪器在距离地球一百万英里的地方围绕太阳运行。科学家们争先恐后地在望远镜上研究一系列课题,包括早期宇宙的状况、太阳系的历史以及系外行星的搜寻。麦奎因说:"这项计划将产生许多尚未完成的科学成果。"相关文章:韦伯望远镜在极端恒星环境中发现生命的前身:水和简单的有机分子...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422060.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422060.htm

封面图片

韦伯望远镜捕捉到潘多拉星团 让天文学家们感到"震惊"

韦伯望远镜捕捉到潘多拉星团让天文学家们感到"震惊"潘多拉星系团已经是一个宇宙的超级明星,因为引力透镜,这种现象使天文学家能够像一个巨大的放大镜一样使用一个星系团来观察它后面更遥远的物体。这张新图片来自韦伯的红外视觉,美国宇航局估计视图中有5万个红外光源,包括许多因透镜效应而变得可见的遥远的星系。在黑色背景上的一个拥挤的星系场,有一颗大恒星在图像的右边占主导地位。三个区域集中了较大的白色雾状物,分别位于单颗恒星的左侧、右下方和右上方。在这些区域之间散布着许多较小的光源;有些也有朦胧的白色光芒,而其他许多则是红色或橙色。韦伯对潘多拉星团的深场观测显示了多层物体,从前景恒星到被放大的远处星系,它们被扭曲成弧形。"匹兹堡大学的天文学家RachelBezanson在周三的NASA声明中说:"当潘多拉星团的图像第一次从韦伯传来时,说实话,我们有点被震撼了。前景星团中有这么多的细节,还有这么多遥远的凝聚星系,我发现自己在图像中迷失了。韦伯的能力超过了我们的预期。"神奇之处在于层次,这是一张可放大的图像,一些遥远的星系看起来像小的光弧。星系团的'透镜'是如此巨大,以至于它扭曲了空间结构本身,足以让来自遥远的星系的光线通过这个扭曲的空间,也呈现出扭曲的外观。韦伯用它的近红外相机(NIRCam)花了大约30个小时的观测时间来捕捉图像的数据。这是对一个引人入胜的空间区域的初步了解。天文学家将进行后续观测,以了解更多关于一些光束星系的情况,使科学家们能够窥视早期宇宙的一部分。潘多拉星系团的图像证明了韦伯的多面性。我们已经从该望远镜中看到了一些辉煌的星系特写和星云魅力照片,但是这个视图被称为"深场",这意味着它正在凝视太空深处,以看到遥远的、微弱的天体。韦伯是美国航天局、欧洲航天局和加拿大航天局的一个联合项目。斯威本科技大学的天文学家IvoLabbe说:"我对这幅图像的第一反应是它太漂亮了,它看起来像一个星系形成的模拟。"我们不得不提醒自己,这是真实的数据,我们现在是在天文学的一个新时代工作。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344617.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1344617.htm

封面图片

当恒星成为黑洞的猎物:天文学家揭开潮汐扰动事件的神秘面纱

当恒星成为黑洞的猎物:天文学家揭开潮汐扰动事件的神秘面纱"恒星被撕裂后,其气体会在黑洞周围形成一个吸积盘。"来自图尔库大学和欧空局芬兰天文中心(FINCA)的博士后研究员亚尼斯-利奥达基斯(YannisLiodakis)说:"几乎所有波长都能观测到来自吸积盘的明亮爆发,尤其是利用光学望远镜和探测X射线的卫星。"直到最近,研究人员还只知道一些TDEs,因为能够探测它们的实验并不多。不过,近年来科学家们已经开发出观测更多TDE的必要工具。有趣的是,但也许并不太令人惊讶的是,这些观测结果揭示了研究人员目前正在研究的新奥秘。"利用光学望远镜进行的大规模实验发现,大量的TDEs并不产生X射线,尽管可以清楚地探测到可见光的爆发。这一发现与我们对TDEs中被破坏的恒星物质演化的基本理解相矛盾,"Liodakis指出。在潮汐扰动事件中,一颗恒星移动到足够靠近一个超大质量黑洞的位置,这样黑洞的引力就会使恒星弯曲,直到被摧毁(图1)。来自被摧毁恒星的恒星物质在黑洞周围形成一个椭圆流(图2)。气体在环绕黑洞后返回途中撞击黑洞,在黑洞周围形成潮汐冲击(图3)。潮汐冲击会产生明亮的偏振光爆发,可以用光学和紫外线波长观测到。随着时间的推移,来自被摧毁恒星的气体会在黑洞周围形成一个吸积盘(图4),并从那里被慢慢拉入黑洞。注:图片比例不准确。图片来源:JenniJormanainen由芬兰天文中心和欧洲南方天文台领导的一个国际天文学家小组在《科学》杂志上发表的一项研究表明,来自TDEs的偏振光可能是解开这个谜团的关键。在许多TDE中观测到的光学和紫外线爆发可能来自潮汐冲击,而不是黑洞周围X射线明亮吸积盘的形成。这些冲击形成于远离黑洞的地方,因为来自被摧毁恒星的气体在环绕黑洞后返回的途中撞击了自己。在这些事件中,X射线亮吸积盘的形成要晚得多。"偏振光可以提供有关天体物理系统基本过程的独特信息。我们从TDE测量到的偏振光只能用这些潮汐冲击来解释,"该研究的第一作者Liodakis说。研究小组在2020年底收到了盖亚卫星发出的公共警报,称附近一个星系发生了核瞬变事件,该星系被命名为AT2020mot。研究人员随后在图尔库大学所属的北欧光学望远镜(NOT)上对AT2020mot进行了各种波长的观测,包括光学偏振和光谱观测。在北欧光学望远镜(NOT)上进行的观测尤其有助于促成这一发现。此外,偏振观测也是高中生天文观测课程的一部分。来自FINCA和图尔库大学的博士研究员JenniJormanainen说:"北欧光学望远镜和我们在研究中使用的偏振计在我们了解超大质量黑洞及其环境的工作中发挥了重要作用。"研究人员发现,来自AT2020mot的光学光具有高度偏振,并且随着时间的推移而变化。尽管进行了多次尝试,但没有一个射电或X射线望远镜能够在爆发高峰之前、期间甚至数月之后探测到该事件的辐射。"当我们看到AT2020mot的极化程度时,我们立刻想到了从黑洞中喷射出的喷流,就像我们在超大质量黑洞周围经常观测到的那样,黑洞会吸积周围的气体。"图尔库大学和FINCA的学院研究员埃利纳-林德弗斯(ElinaLindfors)说。天文学家小组意识到,这些数据最符合这样一种情况:恒星气体流与自身发生碰撞,并在其围绕黑洞的轨道的近心点和远心点附近形成冲击。然后,冲击会放大恒星流中的磁场并使其有序化,这自然会导致高度偏振光。光学偏振的程度太高,大多数模型都无法解释,而且它还在随时间变化,这就更难解释了。卡里-科尔约宁(KarriKoljonen)指出:"我们研究的所有模型都无法解释观测结果,只有潮汐冲击模型除外。"研究人员将继续观测来自TDEs的偏振光,也许很快就会发现更多关于恒星被破坏后发生了什么的信息。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372269.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1372269.htm

封面图片

黑洞之谜:天文学家只能拼凑出“看不见的巨人”的起源

黑洞之谜:天文学家只能拼凑出“看不见的巨人”的起源图像描述了麻省理工学院的一项研究发现,就目前而言,已知的黑洞双星目录并没有揭示出关于黑洞如何形成的任何基本情况。图为模拟超大质量黑洞双星系统发出的光,其中周围的气体是光学稀薄(透明)的。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心天文学家们希望通过分析迄今为止检测到的69个确认的双星,找出这些起源故事中哪个更有可能。但是一项新的研究发现,就目前而言,目前的双星目录还不足以揭示出关于黑洞如何形成的任何基本情况。在发表在《天文学和天体物理学通讯》杂志上的一项研究中,麻省理工学院的物理学家们表明,当所有已知的双星和它们的旋转被纳入黑洞形成的模型时,结论可能看起来非常不同,取决于用于解释数据的特定模型。因此,一个黑洞的起源可以以不同的方式"旋转",这取决于一个模型对宇宙如何运作的假设。"当你改变模型,使其更加灵活或做出不同的假设时,你会得到一个关于黑洞如何在宇宙中形成的不同答案,"研究的共同作者,在LIGO实验室工作的麻省理工学院研究生SylviaBiscoveanu说。"我们表明,人们需要小心,因为我们的数据还没有达到我们可以相信模型告诉我们的阶段。"该研究的共同作者包括ColmTalbot,麻省理工学院的博士后;以及SalvatoreVitale,麻省理工学院的物理学副教授和Kavli天体物理学和空间研究所的成员。两个起源的故事双星系统中的黑洞被认为是通过两种途径之一产生的。第一条是通过"现场双星演化",即两颗恒星一起演化,最终在超新星中爆炸,留下两个黑洞,继续在双星系统中盘旋。在这种情况下,黑洞应该有相对一致的自旋,因为它们会有时间--先是作为恒星,然后是黑洞,相互拉扯形成类似的方向。如果一个双星的黑洞具有大致相同的自旋,科学家们认为它们一定是在一个相对安静的环境中进化的,比如银河系的圆盘。黑洞双星也可以通过"动态组合"形成,即两个黑洞分别演化,每个都有自己独特的倾斜和自旋。通过一些极端的天体物理过程,这些黑洞最终被聚集在一起,接近到足以形成一个双星系统。这样的动态配对很可能不是发生在一个安静的星系盘中,而是发生在一个更加密集的环境中,比如球状星团,在那里成千上万的恒星的相互作用可以将两个黑洞撞到一起。如果一个双星的黑洞具有随机定向的自旋,那么它们很可能是在球状星团中形成的。但是,通过一个渠道和另一个渠道形成的双星的比例是多少?天文学家认为,答案应该在于数据,尤其是对黑洞旋转的测量。迄今为止,天文学家已经得出了69个双星中黑洞的旋转,这些双星是由包括美国的LIGO和意大利的Virgo在内的引力波探测器网络发现的。每个探测器都在倾听引力波的迹象--通过时空产生的非常微妙的回响,这些回响是由极端的天体物理事件(如大质量黑洞的合并)留下的。对于每一个双星的探测,天文学家都对各自黑洞的属性进行了估计,包括它们的质量和自旋。他们将自旋测量结果应用于一个普遍接受的黑洞形成模型中,并发现有迹象表明,双星既可能有优先的、一致的自旋,也可能有随机的自旋。也就是说,宇宙可能在星系盘和球状星团中都产生双星。"但是我们想知道,我们是否有足够的数据来进行这种区分?"Biscoveanu说。"结果发现,事情是混乱的,不确定的,而且比看起来更难。"旋转的数据在他们的新研究中,麻省理工学院的研究小组测试了相同的数据在进入黑洞如何形成的稍微不同的理论模型时是否会产生相同的结论。研究小组首先在一个广泛使用的黑洞形成模型中再现了LIGO的自旋测量。这个模型假设宇宙中的一部分双星倾向于产生具有对齐自旋的黑洞,而其余的双星具有随机自旋。他们发现,数据似乎与这个模型的假设相吻合,并在模型预测的具有相似旋转的黑洞较多的地方显示出一个峰值。然后他们略微调整了这个模型,改变了它的假设,使它预测了一个稍微不同的首选黑洞旋转方向。当他们把同样的数据放到这个调整后的模型中时,发现数据发生了变化,与新的预测相一致。在其他10个模型中,数据也发生了类似的转变,每个模型对黑洞如何偏好旋转都有不同的假设。"我们的论文显示,研究结果完全取决于你如何建立天体物理学模型,而不是数据本身,"Biscoveanu说。"如果我们想提出一个独立于我们所做的天体物理学假设的主张,我们需要比我们想象的更多的数据。"只是天文学家还需要多少数据呢?据估计一旦LIGO网络在2023年初重新启动,仪器将每隔几天检测到一个新的黑洞双星。在接下来的一年里可能会增加数百个测量数据,以补充到数据中。"我们现在对自旋的测量是非常不确定的,"Vitale说。"但是当我们积累了很多,我们可以获得更好的信息。然后我们可以说,无论我的模型有多大的细节,数据总是告诉我同一个故事--一个我们当时可以相信的故事。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340683.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1340683.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人