天文台觀察到越來越多的二進制合并
關于黑洞合并的新研究表明，雙星黑洞系統中的黑洞通常具有相似的品質 - 這表明雙黑洞系統很可能是從"大品質恒星對"進化而來的。
越來越多的黑洞合并被發現為路易斯安那州利文斯頓的雷射幹涉測量天文台（LIGO）和華盛頓州的漢福德，由兩個引力波探測器和位于意大利比薩附近的星座幹涉儀相結合。人們開始懷疑：這些合并的黑洞有什麼共同點？還是他們的合并純粹是偶然的？
上圖是黑洞合并（面對面）的模拟圖像，LIGO表示，它在前兩次觀測中檢測到了十個雙黑洞合并。
來源：SXS Lensing
雙黑洞系統及其起源
雙黑洞系統（BBH）的原因尚無定論，系統中黑洞的品質往往高于預期，這使得兩個黑洞系統原因的可追溯性複雜化。一些天文學家認為，雙黑洞系統是大品質雙星系統的産物，而另一些天文學家則提出了黑洞在密集的星團中相遇并互相配對的假設。另一種可能性是，雙黑洞系統中的黑洞是在早期宇宙中形成的，進而跳過了恒星模式，最終形成了雙黑洞系統。
上圖為藝術家對兩個黑洞合并過程的描述
圖檔：T Pyle（來自LIGO）
研究雙黑洞的合并是探索雙黑洞組成的好方法。在黑洞合并過程中産生的引力波包含有關兩個黑洞組成的參數（例如品質）。在前兩次觀測中，雷射幹涉測量天文台和Virga幹涉儀發現了10個雙黑洞合并，組合黑洞的品質範圍為18至84個太陽品質。
在一項新的研究中，芝加哥大學的Maya Fishbach和Daniel Holz探索了系統中兩個黑洞的品質對它們的配對機制的影響。他們發現了一些有趣的東西 - 二進制黑洞系統中的黑洞可能比人們預期的要多得多！
可能的配對機制
Fishbach和Holz試圖通過黑洞品質分布的差異來了解雙星黑洞的配對機制，并将其分為三種情況：
雙黑洞系統中的品質分布僅受系統中最大和最小品質黑洞的影響。
黑洞品質在雙黑洞系統中的分布取決于系統中最大和最小品質黑洞和兩個黑洞的品質比。
黑洞品質在雙黑洞系統中的分布取決于最大品質到最小品質黑洞的分布，兩個黑洞之間的品質比以及雙黑洞系統的總品質。
上面的藍色圖像被标記為雷射幹涉引力波天文台（LIGO）在前兩次觀測中檢測到的兩個黑洞系統的估計品質（無論不确定性如何）。如果考慮到不确定性，雷射幹涉引力波天文台（LIGO）觀測到的10個雙黑洞系統都具有相同的分量品質。
照片：LIGO-Virgo/Frank Elavsky/Northwestern University
Fishbach和Holz在對10個雙星黑洞合并的觀測結果進行模組化後，對這三個假設進行了模組化：1.随機配對幾乎是不可能的。2. 雙黑洞系統中的黑洞具有類似品質的可能性是其他情況的五倍。
最終形成類似品質雙黑洞系統的模型通常是從大品質雙星模型演變而來的。當然，這并不意味着可以排除雙黑洞系統形成的其他機制，Fishbach和Holz的研究表明，未來的模型可能需要考慮雙黑洞系統中兩個黑洞的品質比。
當然，這項研究是基于十個雙黑洞合并的資料，随着雷射幹涉天文台和星座幹涉儀進行更多的觀測，天文學家将很快能夠獲得更多的觀測結果，并解開雙黑洞系統如何形成的謎團。
由： AAS NOVA
财政年度： Milo_Guo
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