第一次,黑洞合并产生的可见光爆炸

近年来,通过称为引力波的时空波动检测到了我们宇宙中的黑洞合并现象。现在,天文学家第一次相信他们’我们在特殊的3黑洞系统中观察到黑洞合并产生的可见光。

漩涡状的红色圆盘,具有较远的黑色球体,前景中还有2个黑色球体,其中一个稍大

艺术家’奇特的黑洞系统的概念,其中两个小黑洞合并在围绕第三个超大质量黑洞的磁盘中。天文学家认为,当两个较小的孔合并时,它们发出了一个新形成的黑洞,该黑洞飞过气态盘,扰乱了气体并产生了可见光。图片通过 加州理工学院/ R.赫特(IPAC)。

天文学家长 相信 –近年来,他们’ve 观测到的 –彼此绕行的两个黑洞有时会逐渐靠近并合并。直到现在,他们’我从未见过这种合并带来的可见光。他们观察到的是来自黑洞合并的难以捉摸的信号,称为 引力波:时空的涟漪。同时,理论家提出了黑洞合并的方法 威力 用可见光爆炸。本月,加利福尼亚州的天文学家首次宣布有证据表明他们’现在,我们已经看到了其中一种发光情况。

这项新的研究描述了轻爆炸或耀斑的起源,于2020年6月25日发表在 同行评审 日志 体检信.

证据来自加州理工学院’的机器人Zwicky瞬态设备(ZTF),位于圣地亚哥附近的帕洛玛天文台。 ZTF’我们的工作是观察夜空,捕获大量意想不到的耀斑和爆发,并像夜晚的萤火虫一样照亮。在2019年5月21日,ZTF机器人望远镜检测到一个遥远的活动超质量黑洞产生的耀斑,或者 类星体,称为J1249 + 3449。这个目标估计是128亿 光年 远。

大约在同一时间,两个重力波探测器–激光干涉仪引力波天文台(利高)和欧洲 处女座 探测器–还检测到一个事件。他们标记了引力波事件 S190521g.

现在,一年多以后,天文学家进行了仔细的分析,协调和审查,需要说,是的,这两个事件–一种在可见光下,一种在重力波下–可能源于同一个黑洞合并。 马修·格雷厄姆 加州理工学院的作者是这项新研究的首席作者和ZTF项目科学家。他在一个 加州理工学院的声明:

这个超大质量的黑洞在这种突然爆发之前已经爆发了多年。

爆发发生在正确的时间刻度上,并且在正确的位置,与重力波事件相吻合。在我们的研究中,我们得出的结论是,耀斑很可能是黑洞合并的结果,但我们不能完全排除其他可能性。

留着中等长的灰色条纹胡子的男人微笑着。

天文学家 马修·格雷厄姆 加州理工学院的研究人员是机器人Zwicky Transient Facility的项目科学家,也是这项新研究的主要作者。

如何将两个合并的黑洞与光一起爆发?格雷厄姆和他的天文学家相信,两个小黑洞驻留在一个圆盘中,该圆盘围绕着一个更大的黑洞。这项新研究的合著者, 凯瑟琳·萨维克·福特 纽约城市大学研究生中心(兔子),说明:

大多数星系的中心都潜伏着一个超大质量的黑洞。它’被一群恒星和死星包围着,包括[其他]黑洞。这些物体像愤怒的蜜蜂蜂拥而至,环绕在中央的巨大女王蜂。他们可以短暂地找到引力伴侣并进行配对,但通常会因为疯狂的舞蹈而很快失去伴侣。但是在一个超大质量的黑洞中’在圆盘上,流动的气体将群的沼泽坑转变成经典的尖塔,组织了黑洞,使它们可以配对。

微笑,戴着眼镜和衬衫的长发女人用数学符号覆盖。

美国纽约市立大学的天体物理学家凯瑟琳·萨维克·福特(Kathleen E.Saavik Ford)是这项新研究的合著者。

根据这些科学家描述的情况,一旦两个较小的黑洞合并为一个新的黑洞,则该新的黑洞将经历一次“kick”使它在超大质量黑洞的气态盘内以随机方向飞舞。天文学家 巴里·麦克南同样来自CUNY的表示:

气体对这种加速的子弹(新形成的黑洞)的反应产生了明亮的耀斑,望远镜可以看到。

这些天文学家说,预计这种爆发将在合并过程中产生的引力波最初飞溅后的几天到几周内开始。他们的发言解释了:

在这种情况下,ZTF并没有立即捕捉到这一事件,但是当科学家几个月后回去查看ZTF档案图像时,他们发现了一个信号始于2019年5月的引力波事件之后的几天。 ZTF观察到火炬在一个月内逐渐消失。

科学家试图更详细地观察称为黑洞的超大质量黑洞的光线。 光谱,但是到他们看的时候,耀斑已经消失了。光谱会为耀斑来自合并超大质量黑洞盘中的黑洞的想法提供更多支持。但是,研究人员说,他们能够在很大程度上排除观测到的耀斑的其他可能原因,包括超新星或超新星爆发。 潮汐破坏事件,这是当黑洞实际上吞噬了一颗星时发生的。

而且,该团队说,耀斑不太可能来自超质量黑洞的通常隆隆声,而黑洞经常从周围的圆盘中吞食。使用 卡塔利娜实时瞬态调查在加州理工学院(Caltech)的带领下,他们能够评估过去15年中黑洞的行为,并发现黑洞的活动在2019年5月突然加剧之前是相对正常的。

另一位合著者,天文学家 曼西·卡斯里沃(Mansi Kasliwal) 加州理工学院的教授说:

像这样的超大质量黑洞一直都在耀斑。它们不是安静的物体,但是耀斑的时机,大小和位置都很壮观

寻找这样的耀斑之所以如此重要,是因为它对天体物理学和宇宙学问题有极大的帮助。如果我们能够再次这样做并从其他黑洞的合并中检测到光,那么我们就可以确定这些黑洞的房屋并进一步了解它们的起源。

这些天文学家认为,新形成的黑洞将在未来几年引起另一场耀斑。导致新形成的黑洞飞行的相同过程–在两个较小的黑洞合并成一个之后–应该导致新的黑洞进入超大质量黑洞’s disk again:

…产生ZTF应该能够看到的另一种闪光。

戴眼镜和绿松石上衣的微笑的妇女。

天文学家曼西·卡斯里沃(Mansi Kasliwal)。

底线:’我们在特殊的3黑洞系统中观察到黑洞合并产生的可见光。

来源:二进制黑洞合并引力波事件S190521g的候选电磁对角

通过加州理工学院

通过CUNY

黛博拉·伯德