此次合并的两个黑洞质量分别约为太阳的100倍和140倍。除极高质量外,它们还具有极快自旋速度,这使得信号解析极为复杂,预示着该系统可能存在特殊的形成机制。
卡迪夫大学LIGO科学合作组成员Mark Hannam教授表示:"这是通过引力波观测到的最庞大黑洞双星系统,对现有黑洞形成理论构成重大挑战。标准恒星演化模型无法产生如此质量的黑洞。一种可能解释是该双黑洞系统由更小黑洞的早期合并形成"。
截至目前,通过引力波已观测到约300起黑洞合并事件(包括正在进行的O4观测期候选事件)。此前质量最大的已确认系统是GW190521,其总质量仅为太阳的140倍。
破纪录的天体系统
GW231123黑洞系统的高质量和极速自旋状态同时挑战了引力波探测技术的极限和现行理论模型。为准确提取信号信息,研究者采用了能够处理高速自旋黑洞复杂动力学的理论模型。
朴茨茅斯大学Charlie Hoy博士解释:"这些黑洞的自旋速度接近爱因斯坦广义相对论的理论极限,这导致信号建模和解读异常困难。该事件为推动理论工具发展提供了绝佳案例"。
伯明翰大学助理教授Gregorio Carullo指出:"学界需要数年时间才能完全解析这个复杂信号的全部内涵。虽然最可能的解释仍是黑洞合并,但更复杂的形成机制可能是解读其异常特征的关键。令人振奋的研究即将展开!"
探索引力波天文学边界
美国LIGO、意大利Virgo和日本KAGRA等引力波探测器旨在测量黑洞合并等宇宙剧烈事件引发的时空扭曲。第四观测期始于2023年5月,其首阶段(至2024年1月)观测数据将于今夏发布。
加州理工学院博士后Sophie Bini表示:"该事件将仪器性能与数据分析能力推向当前技术极限,既展示了引力波天文学的强大认知能力,也揭示了更多待解之谜"。
GW231123事件将在2025年7月14-18日格拉斯哥联合举办的"第24届广义相对论与引力国际会议"和"第16届Edoardo Amaldi引力波会议"上正式发布。相关校准数据将通过引力波开放科学中心(GWOSC)向全球研究者开放。
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