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LIGO第三次直接探测到引力波

2017年6月1日,国际激光干涉引力波天文台(LIGO)科学合作组织宣布第三次成功探测到时空涟漪——引力波。这项成果将全面开启人类天文观测的新窗口。

本次发现的引力波于今年1月4日观测到,命名为GW170104,发生在LIGO现阶段观测运行中,该运行从2016年11月30日开始一直采集数据到2017年夏季结束。LIGO科学合作组织和Virgo合作组织共同在物理评论快讯(Physical Review Letters)期刊上发表了这一结果。

与前两次探测到的引力波信号(GW151226、GW150914)类似,本次信号来自于双黑洞系统并合为更大质量黑洞过程中释放的引力波。本次观测对应的双黑洞并合组成的新型黑洞质量约为太阳的49倍,这刚好介于LIGO前两次观测到的双黑洞系统的质量,其中第一次观测对应的双黑洞系统质量为太阳质量的62倍,第二次为太阳质量的21倍。

在这三次探测中,LIGO的两个探测器都能直接观测到从双黑洞并合瞬间释放的引力波。这种引力辐射比宇宙中所有发光星体以及星系在相同时间内的光辐射还要强。本次观测到的双黑洞系统所处的位置最远,它距离地球约30亿光年(第一次和第二次观测到的黑洞距离地球分别为13和14亿光年)。

LIGO一对完全相同的探测器分别位于美国路易斯安那州列文斯顿(Livingston, Louisiana)和华盛顿州汉福德(Hanford, Washington),由美国国家自然科学基金(NSF)资助,加州理工学院和麻省理工学院负责建造和运行,德国(MPG)、英国(STFC)和澳大利亚(ARC)也作出了重要贡献。来自世界各地的1000多名科学家通过LIGO科学合作组织参与具体工作,其中包括GEO合作组织。LIGO还和280名欧洲科学家组成的Virgo合作组织联合,Virgo获得了CNRS、INFN、Nikhef以及欧洲引力天文台的支持。其他合作伙伴参见:http://ligo.org/partners.php。

清华大学LIGO科学合作组织研究团队由信息技术研究院曹军威、范锡龙和计算机系都志辉、郭翔宇组成,自2009年成为LIGO科学合作组织正式成员,在引力波数据处理方面开展了算法设计、性能优化与软件开发等方面的工作,参与了迄今为止的三次引力波发现并作出贡献。

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双黑洞系统示意图:两成员彼此旋转,同时它们具有自旋。双黑洞系统中单个黑洞的自旋方向有时与两者相互旋转轨道的旋转方向一致、有时相反。此外,黑洞可以在任何方向上自旋,自旋平面可以与轨道平面倾斜。

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本次探测到的来自LIGO两个探测器的引力波时域数据(灰色),与小波分析重构波形(桔色)以及双黑洞仿真模型波形(蓝色)进行对比。

 

【发布时间:2017-06-02】【浏览次数:873】