天文學家利用引力波探索黑洞起源

英國《自然》雜誌近日發表的一篇天體物理學論文稱，科學家對3個引力波信號和另外一個潛在的引力波信號所做的最新分析，增進了科學界對雙黑洞的形成與演變的理解，也意味著人們距最終確定「雙黑洞形成理論」為時不遠。

研究合併中的雙黑洞所產生的引力波，能夠為認識雙黑洞系統的形成提供寶貴線索。一般認為，至少存在兩種不同的雙黑洞形成場景，而研究雙黑洞的自旋（黑洞賴以形成的物質的角動量）合併，可以驗證這些相互排斥的理論。如果雙黑洞源自共生的一對恆星，則它們的自旋應是對齊的；如果源自已經坍縮的恆星之間的動態互相作用，則可能是不對齊的。

此次，英國伯明翰大學天體物理學家威爾·法爾及其同事檢查了4次黑洞合併事件的自旋特性，其中3次（引力波GW150914, LVT151012, GW151226）最初是在2015年檢測到的，另一次（GW170104）在2017年檢測到。如果這些黑洞的自旋速度與在銀河系觀測到的黑洞一樣，則意味著，合併發生在恆星已經成為黑洞之後。

研究團隊指出，至多只需要再檢測到10次此類事件，就應能可信地確認雙黑洞的起源。而在此之前，甚至在2016年6月，LIGO（激光干涉引力波天文台）再次宣布探測到引力波信號來源於距離地球14億光年的兩個黑洞併合時，人們還認為，至少需要更大量的檢測才能達到這樣的信度水平。

在該論文隨附的新聞與觀點文章中，美國賓夕法尼亞州立大學的斯坦恩·西於爾茲松認為，該研究結果「意義重大」，因為其指明了驗證主要的雙黑洞形成理論需要多少數據，而且表明所需的觀測數量有望在不久的未來即可實現。

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