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黑洞起源的线索可以从它旋转的方式中找到。对于双星来说尤其如此，在双星中，两个黑洞在合并之前相互靠近。黑洞在合并前的旋转和倾斜可以揭示这些看不见的巨人是来自一个安静的星系盘，还是一个更有活力的星团。
天文学家们希望通过分析迄今为止探测到的69颗已确认的双星，来梳理出这些起源故事中哪一个更有可能。但一项新的研究发现，目前的双星目录还不足以揭示黑洞形成的基本原理。
在今天发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一项研究中，麻省理工学院的物理学家们表示，当所有已知的双星及其自旋都被纳入黑洞形成模型时，结论看起来可能非常不同，这取决于用于解释数据的特定模型。
因此，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运行方式的假设。
“当你改变模型，使其更灵活或做出不同的假设时，你就会得到关于黑洞在宇宙中如何形成的不同答案，”该研究的合著者、在LIGO实验室工作的麻省理工学院研究生西尔维亚·比斯科瓦努说。“我们表明，人们需要小心，因为我们的数据还没有到可以相信模型告诉我们的阶段。”
这项研究的合著者包括麻省理工学院博士后科尔姆·塔尔博特(Colm Talbot);以及麻省理工学院Kavli天体物理和空间研究所的物理学副教授Salvatore Vitale。
两个起源的故事
双星系统中的黑洞被认为是通过两条路径之一产生的。第一种是通过“场双星进化”，两颗恒星一起进化，最终在超新星中爆炸，留下两个黑洞，继续在双星系统中旋转。在这种5G天天奭多人免费情况下，黑洞应该有相对对齐的旋转，因为它们有时间——首先是恒星，然后是黑洞——相互拉拽，走向相似的方向。如果一个双星的黑洞有大致相同的旋转，科学家们相信它们一定是在一个相对安静的环境中进化的，比如星系盘。
黑洞双星也可以通过“动态组装”形成，两个黑洞分别演化，每个黑洞都有自己独特的倾斜和旋转。通过一些极端的天体物理过程，黑洞最终聚集在一起，近到足以形成一个双星系统。这种动态配对可能不会发生在安静的星系盘中，而是发生在密度更大的环境中，比如球状星团，在球状星团中，数千颗恒星的相互作用可以使两个黑洞碰撞在一起。如果双星的黑洞具有随机定向的自旋，那么它们可能是在球状星团中形成的。
但是通过一个通道形成的二进制数相对于另一个的比例是多少呢?天文学家认为，答案应该在数据中，尤其是黑洞旋转的测量中。
迄今为止，天文学家已经推导出69个双星中黑洞的旋转，这些双星是由引力波探测器网络发现的，包括美国的LIGO和意大利的处女座。每个探测器都在监听引力波的信号，引力波是极端天体物理事件(如大质量黑洞的合并)在时空中留下的非常微妙的回响。
通过每一次双星探测，天文学家都估算了各自黑洞的性质，包括它们的质量和旋转。他们将自旋测量结果纳入了一个普遍接受的黑洞形成模型，并发现了双星既可能具有优选的、对齐的自旋，也可能具有随机自旋的迹象。也就是说，宇宙可以在星系盘和球状星团中产生双星。
“但我们想知道，我们是否有足够的数据来做出这种区分?”Biscoveanu说。“事实证明，事情是混乱和不确定的，它比看起来更难。”
午夜福利不卡片在线机免费视频旋转数据
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是否会在黑洞形成的理论模型略有不同的情况下得出相同的结论。
该团队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有一小部分双星倾向于产生自旋对齐的黑洞，而其余的双星具有随机自旋。他们发现数据似乎与该模型的假设一致，并显示出一个峰值，该模型预测应该有更多具有类似旋转的黑洞。
然后，他们稍微调整了模型，改变了它的假设，使它预测的首选黑洞旋转方向略有不同。当他们将相同的数据输入这个调整后的模型时，他们发现数据发生了变化，与新的预测相一致。这些数据在其他10个模型中也有类似的变化，每个模型对黑洞的旋转方式都有不同的假设。
Biscoveanu说:“我们的论文表明，你的结果完全取决于你如何模拟天体物理学，而不是数据本身。”
维塔莱补充说:“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。”
天文学家还需要多少数据呢?Vitale估计，一旦LIGO网络在2023年初重新启动，这些仪器每隔几天就会探测到一个新的黑洞双星。在接下来的一年里，这可能会增加数百个测量数据。
“我们现在对自旋的测量是非常不确定的，”维塔莱说。“但当我们建立了很多这样的系统，我们就能获得更好的信息。然后我们可以说，无论我的模型的细节如何，数据总是告诉我同样的故事——一个我们可以相信的故事。靠比较软件下载大全免费APP”
更多信息:Salvatore Vitale等人，《随心所欲旋转:用LIGO-Virgo-KAGRA双黑洞测量自旋倾斜分布》，《天文学与天体物理学》(2022年)。0004 - 6361/202245084 DOI: 10.1051 /
由麻省理工学院提供
本文由麻省理工学院新闻(web.mit.edu/newsoffice/)转载，这是一个流行的网站，涵盖了关于麻省理工学院研究、创新和教学的新闻。
引用:在没有更多数据的情况下，黑洞的起源可以向任何方向“旋转”(2022,12月9日)，从https://phys.org/news/2022-12-black-hole-spun.html检索到2022年12月9日
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