LIGO-Virgo重力波信号大丰收,迄今探测总数已达50个

5年前,人类首次观测到重力波并揭开全新研究领域,自那之后重力波天文台也升级了好几次,力求捕捉更多宇宙涟漪。最近,LIGO与Virgo公布了第三次观测(O3a)期间检测到的39个重力波信号,让目前已知的重力波事件总数一举达50个,LIGO官方也开心亮出了“重力波信号大家庭”合图。

2015年9月14日,科学家终于检测到了人类史上第一个重力波信号,来自13亿光年外2个黑洞整合产生的连锁反应,这一成就不只更加巩固了广义相对论地位,也让天文学家描述宇宙的思路变得更加清晰。

于是接下来,科学家努力帮位于美国华盛顿州、路易斯安那州的LIGO(激光干涉重力波天文台)探测器升级,位于意大利的Virgo(室女座干涉仪)探测器也于2016年升级完成加入LIGO体系,组成三角阵形以更精确给出重力波波源位置。很快地,LIGO-Virgo在2017年侦测到史上第一个双中子星整合产生的重力波,又证实了一些理论包括:伽马射线暴起源、重金属的起源(但后续有新研究反驳)等。

2019年4月~10月期间,LIGO-Virgo进行了第三次合作观测(O3a),不只短短半年内发现了39个新重力波信号,更让我们在短短5年内从找不到重力波、到如今已确认的重力波事件达到50个。所有事件都有个公用点:来自黑洞或中子星等致密物体整合,但仔细观察就会发现不同之处,天文学家可以看到整合物体的质量范围非常广,有些质量和太阳差不多,有些则到太阳质量90倍以上;有的很接近地球、有的非常远。

这39个重力波信号中,有些在前阵子也都上过新闻,比如第一次观察到双黑洞融合成理论上的“中等质量黑洞”,为GW190521事件;第一次观察到质量大小悬殊的双黑洞碰撞,为GW190412事件;甚至还可能第一次探测到黑洞与中子星融合,这是物理学家一直在等待的特殊混合事件,只不过该事件信号微弱,目前还未理出结果。

在LIGO-Virgo第二次观测(O2a)期间,天文学家还以为我们已经看到所有类型的双黑洞整合,事实证明黑洞风景远比想象中还要丰富许多、变化多端。

今年3月,LIGO-Virgo刚完成最新的O3b观测,研究人员已开始着手分析这段期间的数据,期待接下来我们又会发现什么特殊的整合事件吧。

(首图来源:LIGO)