欧洲的天文学家对名为GW190521的事件进行了重新解释。该事件在2019年被记录为引力波信号。之前人们认为,这是两个被引力束缚在一起的黑洞沿螺旋轨道飞行并合并的情况。新的研究讨论了一个更神秘的现象——两个玻色子恒星的合并。新模型更准确地描述了信号的形状,并与传统的恒星演化模型更加一致。

几年前,天文学家通过Virgo和LIGO的合作首次记录到引力波信号。引力波是由于大质量物体之间交替加速和减速而在时空中产生的扰动。天文台观测到了两个大质量物体(如中子星或黑洞)合并时产生的最强引力波。到目前为止,已经记录了大约90起这样的事件。
在宇宙结构中,这些扰动的研究非常有价值,因为我们需要这些信息来理解恒星演化并建立宇宙模型。然而,在所有的事件中,GW190521引起了特别的关注。之前,人们认为这是两个质量分别为85个太阳和66个太阳的黑洞通过准圆形轨道接近合并的情况。
然而,其中一个黑洞的质量位于恒星塌缩的质量范围内,因此排除了它是一个黑洞的可能性。它最多只能是之前发生合并的结果。另一个问题是黑洞的自旋进动与事件的形态之间的关系。
来自德国和意大利的天体物理学家,在弗里德里希·席勒大学的罗塞尔·甘巴的带领下,致力于解决这个问题。他们认为,这些黑洞是根据不同的模型合并的。其中一个黑洞在之前是自由的,现在被另一个黑洞的引力捕获。一般情况下,双黑洞是通过不同的过程形成的。

在大多数情况下,它们是双星塌缩的结果,继续围绕共同质心以圆形轨道旋转。在这个过程中,它们通过引力波释放能量,其轨迹类似于螺旋线。随着时间的推移,它们的轨道半径会变小。但是,不相连的天体也可以以所谓的动态捕获的方式以不同的方式合并。如果它们的运动轨迹最初在足够窄的范围内,它们将发生碰撞,而不会进行螺旋运动。因此,黑洞的这种情况直到现在才适用,因为这里的相互作用时间很短,并且轨道是双曲线的。
这一切与GW190521的特征非常符合。它没有预振荡,并且持续时间非常短(大约0.1秒)。根据新的模型计算,黑洞的质量分别为66个太阳和85个太阳。这些质量值比之前的研究结果更加准确,并且与玻色子恒星的质量范围相符合。
玻色子恒星是一种假设存在的,由玻色子(一种具有整数自旋的粒子)构成的天体。与黑洞不同,玻色子恒星在达到一定质量后不会塌缩成奇点,而是形成一种稳定的物体。这种物体被称为玻色子星或玻色子云。玻色子恒星的性质和行为与黑洞有所不同,因此对于理解GW190521事件的性质,玻色子恒星的模型更加合适。

虽然这项新的研究提供了对GW190521事件的新解释,但仍然存在一些不确定性。由于引力波探测器的灵敏度限制,对信号的精确测量仍然存在挑战。未来的观测和模拟研究将有助于进一步验证和完善这个新模型。
GW190521事件的重新解释为我们对宇宙中引力波的产生机制和天体物理学的理解提供了新的视角。这项研究突显了科学研究的不断发展和进步,以及我们对宇宙的深入探索。