但这两个黑洞是如何变成双星系的呢?在一篇报道这一发现的同时发表的论文中,LIGO和Virgo团队描述了两种普遍接受的情况。
最简单的一种解释是,两颗大质量恒星以双星系统的形式诞生,形成于同一片星际气体云,就像一个双黄蛋,并从此围绕彼此运行。(这样的双星在我们的星系中很常见;像《太阳报》这样的单身人士是例外,而不是普遍现象。几百万年后,其中一颗恒星会燃烧殆尽变成超新星,很快另一颗也会紧随其后。结果将是一个双黑洞。
第二种假设是,这些恒星独立形成,稳定杏耀但仍在同一致密恒星群中——可能类似于环绕银河系的球状星团。在这样的星系团中,大质量恒星会向中心下沉,通过与较轻恒星的复杂相互作用,形成双星系统,很可能在它们转变为黑洞后很久才形成。
荷兰莱顿大学(Leiden University)的天体物理学家西蒙·波特吉斯·兹瓦特(Simon Portegies Zwart)进行的模拟显示,大质量恒星更有可能形成密集的星团,碰撞和合并在那里更常见。他还发现,一旦一个双黑洞系统形成,该星系团中心的复杂动力学可能会以高速将这对黑洞踢出去。他说,高级LIGO探测到的双星在合并之前可能已经从任何星系游离了数十亿年。
尽管LIGO和Virgo的团队从这次事件中学到了很多,但引力波能教给他们的远不止这些,即使是在黑洞合并的情况下。探测器显示,在黑洞融合后,波很快就消失了,由此产生的黑洞形成了一个对称的形状。这与理论物理学家C. V. Vishveshwara在20世纪70年代早期的预测是一致的,当时“引力波和黑洞都属于神话的领域”,他说。“在那个时候,我没有想到它会被证实,”印度班加罗尔的Jawaharlal Nehru天文馆名誉主任Vishveshwara说。
但是LIGO只看到了一个周期的环降波,然后信号又一次被淹没在背景噪音中——还没有足够的数据来对Vishveshwara的预测进行严格的测试。
如果LIGO探测到比这次更大的黑洞合并,或者发生在离地球更近的地方,比13亿光年的估计距离更近,从而发出“更大”的波,在噪声之上停留更长时间,那么就有可能进行更严格的测试。
亚历山德拉Buonanno, LIGO理论家和马克斯普朗克研究所主任Potsdam-Golm引力物理学,德国,说更详细的照片铃流阶段可以揭示最终黑洞旋转,速度以及是否形成了“natal踢”,传授一个高速度。
此外,
杏耀平台的价值观 ,Sathyaprakash说,“我们特别期待那些更轻的系统,这样它们的寿命更长。”这些事件可能包括较轻的双黑洞、双中子星或黑洞与中子星的合并。每一种都会发出自己的信号啁啾,并能产生高于LIGO灵敏度阈值数分钟或更长时间的信号。
“从某种意义上说,GW150914是一个非常普通的系统,杏耀”位于大学公园的宾夕法尼亚州立大学的LIGO成员Chad Hanna说。“当然,它很漂亮,但并没有人们想象中的那么疯狂。”