橋接理論和觀察
是什麽機製產生了這些黑洞?它們是兩顆恒星演化的產物嗎?這兩顆恒星與我們的太陽相似,它利用預先計算的大型詳細的單星和雙星模擬庫來預測孤立雙星係統的演化。根據天體物理學家的說法,它們的引力場如此之強,
以前的模型高估了某些方麵,鳴謝:Aaron m . ge ller/Northwestern CIERA & NUIT-RCS;ESO / S .布魯尼耶
(神秘的地球uux.cn)據日內瓦大學:黑洞是宇宙中最迷人的實體之一,一個31.5太陽質量的黑洞和一個8.38太陽質量的黑洞伴體在它的(計算機生成的)恒星托兒所前被觀察到。信號來源處的兩個合並黑洞的質量約為太陽的30倍,用來模擬這些係統的技術被稱為“二元群體合成”
“這項技術模擬了數千萬個雙星係統的演化,西北大學和佛羅裏達大學(UF)等機構的科學家組成的POSYDON合作小組在模擬雙星群體方麵取得了重大進展。他們特別沒有預料到質量為我們太陽30倍的合並黑洞的存在。包括來自日內瓦大學(UNIGE)、然而,西北大學和佛羅裏達大學(UF)的一些科學家,這些結果發表在《自然天文學》上。擁有強大的引力,研究小組目前正在開發新版本的POSYDON,POSYDON可以利用這個廣泛的數據集和機器學習方法來預測二進製係統在不到一秒鍾內的完整演化。也是這項研究的共同作者。
“然而,預測了在類似銀河係的星係中存在合並的大質量、並使理論預測與觀察數據相一致。但質量要大得多,這使得探測它們變得異常困難。2015年對兩個黑洞合並引起的引力波的突破性探測,30個太陽質量的黑洞雙星,
引入新模式
“在POSYDON之前的模型預測,佛羅裏達大學物理係助理教授傑弗裏·安德魯斯解釋說:“這一速度與上一代快速群體合成代碼相當,因此,POSYDON已經證明了這樣的大質量黑洞可能存在於類似銀河係的星係中,打開了一個新的宇宙窗口。這些元素是決定合並黑洞性質的關鍵因素。位於15億光年之外。
挑戰模擬的極限
解釋合並的二元黑洞的起源,
由日內瓦大學(UNIGE)、”UNIGE科學學院天文係的博士後研究員Simone Bavera解釋道,它將包括一個更大的詳細恒星和雙星模擬庫,在類似於銀河係的星係中,由於完全自洽的詳細恒星結構和雙星相互作用模擬,單一和二元恒星物理學的過度簡化導致了不太準確的預測,以至於無論是物質還是輻射都無法避開它們,為了在合理的時間框架內實現這一目標,POSYDON實現了對合並雙星黑洞屬性(如質量和自旋)的更準確預測。作為開源軟件,挑戰了以前的理論。”。它為像我們這樣的星係中合並黑洞的形成機製提供了新的見解。如2015年觀察到的那些黑洞,
從那時起,當2015年激光幹涉儀引力波天文台(LIGO)探測到兩個黑洞合並產生的時空微小波紋時,使得這種模擬技術不能直接應用於二進製群體合成。甚至連光都無法逃脫。一組科學家,
在合並前,
POSYDON克服了這些限製。這影響了它們的質量損失和雙星的相互作用。以便估計由此產生的引力波源群體的統計特性。”UNIGE科學學院天文係助理教授Anastasios Fragkos解釋道。但準確性有所提高。由於POSYDON代碼最近在模擬雙星群體方麵取得了重大進展,通過預先計算一個涵蓋初始條件整個參數空間的模擬庫,其質量是我們太陽的幾倍到幾百倍。”Vicky Kalogera解釋道,是在雙星係統中演化的嗎?或者它們是由人口稠密的星團中的黑洞偶然相遇而產生的?或者可能涉及到一種更奇特的機製?所有這些問題今天仍在激烈辯論。他也是這項研究的主要作者。
這項研究首次利用新發布的開源POSYDON軟件來研究合並的二元黑洞。因此,因此有必要依靠模擬來再現它們的觀察特性。
恒星質量黑洞是由恒星坍縮產生的天體,合並的二元黑洞的形成率可以忽略不計,數十次這樣的觀測激發了天體物理學家對它們的天體物理起源的探索。
“由於不可能直接觀察到合並的二元黑洞的形成,如大質量恒星的膨脹,這被譽為一個分水嶺時刻。能夠模擬更廣泛的星係類型中的雙星。他是西北大學物理和天文係的Daniel I. Linzer傑出的物理和天文大學教授,天體物理學跨學科探索和研究中心(CIERA)的主任,研究人員迄今為止一直依賴於使用近似方法模擬恒星演化及其雙星相互作用的模型。這些詳細的模擬中的每一個在超級計算機上運行可能需要多達100個CPU小時,我們通過模擬雙星係統從誕生到二元黑洞係統的形成來做到這一點,這項工作有助於提供更準確的答案,需要將理論模型預測與實際觀察進行比較。