天文學(xué)家首次測量了新生黑洞的速度和方向，這要?dú)w功于黑洞合并后產(chǎn)生的引力波。
這是黑洞反沖的首次完整測量，幾乎恰好在首次探測到引力波十年之后——引力波是時空中微小的漣漪，最早由阿爾伯特·愛因斯坦在 1915 年預(yù)測，由激光干涉引力波天文臺 (LIGO) 于 2015 年 9 月 14 日完成。
在過去的 10 年里，由其合作的引力波探測器 Virgo 和神岡引力波探測器 (KAGRA) 執(zhí)行的大量探測，描繪了比以往任何時候都更詳細(xì)的圖景。 然而，這些合并中最引人入勝和最具戲劇性的方面之一，一直未被這些探測器“聽到”，這些探測器測量由宇宙中最極端的事件引起的時空振鈴。 那就是“踢”，它被傳遞給由這些合并產(chǎn)生的新生黑洞。
這種踢動導(dǎo)致新生黑洞朝一個優(yōu)選方向發(fā)出引力波——這種不平衡導(dǎo)致它加速遠(yuǎn)離其誕生地點(diǎn)，有時速度高達(dá)每小時數(shù)百萬英里。 速度快到足以讓黑洞逃離其母星系。
這種來自黑洞反沖的引力波的不均勻分布應(yīng)該“聽起來”與黑洞合并產(chǎn)生的普通引力波以及雙星系統(tǒng)中的黑洞螺旋相遇時發(fā)出的時空漣漪非常不同。
該信號也因觀察者相對于黑洞反沖的位置而異。 這種差異使科學(xué)家能夠觀察引力波信號，并確定被踢黑洞的方向和速度。
“黑洞合并可以理解為不同信號的疊加，就像管弦樂隊(duì)的音樂與許多不同樂器演奏的音樂的組合一樣，”研究小組負(fù)責(zé)人、Instituto Galegode Físicade Altas Enerxías (IGFAE) 的研究員 Juan Calderon-Bustillo 說。“然而，這個管弦樂隊(duì)很特別：位于它周圍不同位置的觀眾將記錄不同樂器的組合，這使他們能夠了解他們到底在它周圍的什么位置。”
黑洞科學(xué)家將從中獲得樂趣
為了研究新生黑洞的反沖，Calderon-Bustillo 及其同事研究了 LIGO 和 Virgo 于 2019 年記錄的兩個質(zhì)量不同的黑洞的合并，即引力波信號 GW 190412。