Bild https://english.cas.cn/
Sammanslagning av binära svarta hål nära ett tredje supermassivt troligen svart hål. (Bild av
SHAO)
Nyligen upptäckte en forskargrupp under ledning av
Dr. HAN Wenbiao vid SHAO (Shanghai Astronomical Observatory of the Chinese
Academy of Sciences) övertygande bevis på en fusion av binära svarta hål(två
svarta hål som sammanslås) Händelsen kallas GW190814 och skeendet inträffade i gravitationsfältet av ett tredje
kompakt objekt, möjligen var detta också ett stort svart hål.
Upptäckten, publicerades den 21 juli i The Astrophysical Journal Letters
I ovan artikel beskrivs nya rön av att lösa mysteriet med hur binära svarta hål bildas.
Sedan den första upptäckten av gravitationsvågor 2015 har det i LIGO-Virgo-KAGRA-samarbetet observerats över 100 gravitationsvågor varav de flesta har sitt ursprung i kollisioner mellan binära svarta hål. Dessa händelser har gett viktig data för att förstå fysiken bakom sammanslagning av två svarta hål. Men mekanismerna bakom deras bildning och utveckling är ännu oklar.
Dr. HAN:s team har tidigare föreslagit "b-EMRI"-modellen som beskrivs i denna artikel där ett supermassivt svart hål fångar in ett binärt svart hål och skapar ett hierarkiskt trippelsystem. De binära svarta hålen "dansar" runt det supermassiva svarta hålet och sänder ut gravitationsvågor över flera frekvensband. Detta system inkluderades senare i LISA:s vitbok och listades som en unik källa i Kinas rymdburna gravitationsvågsdetekteringsprojekt.
Sedan dess har forskarlaget letat efter bevis för
att binära svarta hål slås samman nära supermassiva svarta hål i data från
LIGO-Virgo instrumenten.
Genom sin analys fokuserade teamet på
gravitationsvågshändelsen GW190814. Medförfattaren till studien Dr. YANG Shucheng
förklarar i studien att dess binära komponenter uppvisar ett ovanligt
massförhållande på nästan 10:1. En sådan extrem skillnad tyder på att de en
gång kan ha varit en del av ett trippelsystem med ett supermassivt svart hål,
som gradvis dras närmare av gravitationens interaktion. Alternativt kan de ha
bildats i ackretionsskivan i en aktiv galaxkärna, dragits samman av
gravitationen från omgivande kompakt objekt innan de sammanslogs samman.
Forskarna observerade att om ett binärt svart hål sammanslås nära ett tredje kompakt objekt, skulle omloppsrörelsen runt det tredje objektet (som troligen även detta är ett svart hål) ge en siktlinjeacceleration innebärande en acceleration längs observatörens siktlinje. Denna acceleration skulle förändra gravitationsvågens frekvens genom dopplereffekten vilket lämnar ett distinkt "spår" i signalen.
Med nästa generation av markbaserade gravitationsvågsdetektorer
(t.ex. Einstein Telescope, Cosmic Explorer) och rymdbaserade detektorer (t.ex.
LISA, Taiji, TianQin) kommer forskare att kunna fånga subtila variationer i
gravitationsvågssignaler med ännu större precision. Framtida observationer kan då avslöja fler händelser liknande GW190814, vilket då blir till hjälp för att
bättre förstå bildandet och utvecklingen av binära svarta hål.
