LIGO又双叒叕检测到引力波：发现迄今质量最小黑洞

这张示意图展示的是截止2017年11月17日，全部5次引力波信号探测结果中涉及的黑洞质量大小

　　新浪科技讯 北京时间11月21日消息，据美国太空网报道，天文学家们再次宣布接收到来自宇宙深处几个“巨兽”发出的低沉信号。
　　这些隐藏在黑暗中的“巨兽”就是一对黑洞，每一个的质量都大约为5~10倍太阳质量，这两个黑洞相互碰撞并最终合并为一个质量更大的黑洞。就在本周， “激光干涉引力波天文台”（LIGO）的科学家们就宣布再一次检测到来自黑洞的引力波信号，这已经是2015年首次引力波信号被探测到以来的第五次信号。而比较特别的是，本次探测到的信号对应的黑洞是迄今LIGO探测到质量最小的。本次信号发现的时间是今年6月8日，因此编号GW170608。
　　美国西北大学博士生，LIGO项目组成员爱娃·切斯（Eve Chase）表示：“我们正在获得对黑洞全新的，全所未有的认识。”
　　掀起涟漪
　　LIGO是探测引力波的专门设备，后者是空间中的一种涟漪。爱因斯坦指出，时间与空间之间紧密联系，共同构成一张被称之为“时空”的网络。爱因斯坦的理论还显示，那些质量极大的物体，比如恒星和行星会造成周围的时空网络弯曲，就像一个铅球丢在拉紧的床单上回造成明显的凹陷一样。而引力波正是在这些大质量天体做快速运动时产生的时空扰动。
　　在爱因斯坦预言引力波的存在100年之后，2015年9月14日，LIGO项目组首次检测到引力波信号，并于后来在2016年2月向世界公开宣布。随着两个黑洞逐渐接近，它们相互绕转的速度越来越快，在此期间相互之间的距离更进一步靠近，最终终于结合到了一起。迄今所有5件已知的引力波事件中，涉及的黑洞都是所谓“恒星级”的，这些黑洞的质量大约在太阳的5倍~100倍之间。
　　切斯表示：“我们已经有了5个不同的小小黑洞家族，它们各自发出的‘声音’都不一样。每一次的探测都有不同，有些案例非常‘响亮’，有些案例非常遥远，有些案例中的黑洞质量很小，有些案例中两个黑洞的质量则几乎一样。”
　　在LIGO在2015年首次检测到引力波信号之前，研究人员主要通过黑洞对星光的弯曲效应，以及围绕黑洞运行的物质产生的影响来间接推断一些恒星级黑洞的性质。借助X射线探测找到的恒星级别黑洞一般质量都在10~20倍太阳质量，但LIGO探测到的一些黑洞质量则要大得多，这一点对于天文学家来说是一个意外情况。
　　但在本周，LIGO项目组宣布，在今年的6月8日，项目组检测到两个黑洞的相互合并事件，并且本次事件中涉及的黑洞质量很小，是迄今五起案例中黑洞质量最小的，分别大约为太阳质量的7倍和12倍。这次合并事件产生了一个质量为18倍太阳质量的黑洞，在此过程中有一部分质量转换成了能量，这个18倍的黑洞应该也是LIGO历史上探测到的最小质量的合并后黑洞。此前2015年12月26日的那次信号事件中涉及的黑洞质量也很小，与本次事件接近。
　　切斯表示：“引起我们关注的是黑洞的质量。6月8日事件中的黑洞质量与之前在X射线波段探测中找到的黑洞目标是相符的，这样就让我们得以将两种不同探测手段得到的结果进行对比。”
　　LIGO正在以越来越快的速度发现越来越多的黑洞，很快它找到的黑洞就将和光学波段找到的黑洞数量一样多。此外，LIGO现在还有了伙伴：在今年的8月份，欧洲建造的“室女座”引力波天文台开始在意大利境内投入运行，而就在8月份当月，这两台探测器就完成了两次联合观测，分别是在8月14日探测到的一次黑洞合并事件，以及8月17日探测到的首次中子星合并事件。
　　切斯表示：“我们现在还只是开始，我们将发现很多很多的双黑洞系统。”她说：“类似的爽恒星系统可以单独形成，也可以在一些比较拥挤的环境下产生，比如在密度较大的星群或星团内部。在密集的星团中产生，随后被踢出去流浪的情形要比单独条件下形成的几率要高很多，这种过去的历史会在它们的轨道和绕转中留下痕迹。一旦我们借助LIGO等设备探测到超过100个双黑洞案例，我们到时候或许就可以开始估算这两种情况发生的比例关系了。”
　　LIGO项目的科学家们现在就像野生动物学家发现了野外环境中的一种罕见物种：他们必须仔细研究，从中将各个黑洞身上的共性和个性的东西总结提取出来。切斯表示：“由于目前我们只有5个案例，我们还不能据此得出任何结论，但我们正在朝着揭开双黑洞系统成因之谜的道路上前进。”
　　但切斯也表示，天文学家将用迄今为止所取得的探测数据去尝试估算银河系内部究竟有多少潜藏的恒星质量双黑洞系统，而后续的每一次新案例发现都将帮助科学家们完善他们的估算结果。
　　LIGO目前正在经历新一轮升级过程，本次升级将进一步提升设备灵敏度，这将扩大其对引力波的检测范围。预计到2018年秋季，LIGO将再次开机进行探测工作。（晨风）