极端质量比例旋

✍ dations ◷ 2025-04-26 12:25:05 #广义相对论,引力波天文学

极端质量比例旋(英语:Extreme Mass Ratio Inspiral, EMRI)是致密天体向超大质量黑洞旋进而组成的天体系统,是一类低频引力波源。现在的对银河系和周围的河外星系的研究表明在绝大多数星系中心都有大质量或超大质量黑洞的存在,当有小质量的致密星体在运动过程中恰巧接近星系中心的超大质量黑洞时它有可能被黑洞的引力场俘获,结果就是致密星体在新的轨道上围绕着黑洞运动。理论上这种运动会释放出引力波,造成系统动能的逐渐损失,这就导致星体的轨道以相当缓慢的速率逐渐收缩,最终会使星体坠入黑洞中。EMRI在物理学和天文学上都有很重要的研究意义,因为它可以被抽象成一个质点的引力场对克尔度规的微扰模型,这是一个相当漂亮的验证广义相对论的实验场所,同时它也被认为是激光干涉空间天线(LISA)所能探测的最重要的引力波源之一。

EMRI中心的大质量或超大质量黑洞的质量范围在105到1010倍太阳质量之间,而围绕它公转的致密星体可以是白矮星(约0.8倍太阳质量)、中子星(约1.4倍太阳质量)、恒星质量黑洞(约10倍太阳质量)和中等质量黑洞(约100倍太阳质量),而主序星和巨星由于结构不够致密,一般认为在接近中心黑洞时黑洞的潮汐力会对恒星表面物质产生吸积,从而激发出类星体现象。理论上,EMRI中心的大质量星体也可以是玻色星体(boson star),这时辐射的引力波形可能会和超大质量黑洞情形下的波形有所区别。

EMRI一般形成于星系中心超大质量黑洞对附近运动的致密星体的大角度散射,这些星体足够接近黑洞时有可能会被其引力场束缚住,从而形成围绕黑洞运动的高度偏心轨道。这也是一种类似于双星系统的旋近态(inspiral),伴随轨道运动的引力辐射使得系统的动能和角动量逐渐地减少,因而轨道逐渐收缩,引力辐射的频率逐渐升高,这是相当于双星系统旋近时发出的啁啾(chirp)信号。由于EMRI的两颗恒星质量相差悬殊,系统的啁啾质量相对较小,造成EMRI的旋近比一般的双星更为缓慢。从观测的角度来说,这意味着LISA可以用长达数年的时间观测到同一种波形。不过,理论表明当致密星体运动到轨道的远星点(periastron)时星体还会发出突发的引力辐射。在最初的很多个轨道周期内这些位于远星点的突发辐射在时间间隔上相距很远,因此可以认为是完全不相关的信号,这意味着这种突发信号无法被探测到。

相关

  • 血液干细胞干细胞(英语:stem cell)是原始且未特化的细胞,它是未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能的一类细胞。干细胞存在所有多细胞组织里,能经由有丝分裂与分化来分裂成多种的特
  • 糖解作用糖酵解(英语:glycolysis,又称糖解)是把葡萄糖(C6H12O6)转化成丙酮酸(CH3COCOO− + H+)的代谢途径。在这个过程中所释放的自由能被用于形成高能量化合物ATP和NADH。糖酵解作用是所有
  • 烤炙烤是一种用火或者是热源将食物加热的烹调方式。通常是先将肉或蔬菜等食材放置于铁丝网上,或者将食材用锡箔纸包好后,放进烤箱中进行加热,或者是用烧红的木炭进行加热。这种烹饪
  • 半经典物理学半经典物理学(英文:Semiclassical physics),或称“半经典力学”,是物理学其中一个较新的范畴。半经典物理学理论把系统的某些元素视之为量子的,而同时把另一些元素视为经典系统看
  • 阿尔克伊1法国统计部门在计算土地面积时,不计算面积大于1平方公里的湖泊、池塘、冰川和河口。阿尔克伊(法语:Arcueil)是法国法兰西岛大区马恩河谷省的一个市镇,属于拉伊莱罗斯区。该市镇2
  • 朱拉历朱拉历(巴利语:Culāsakaraj;缅甸语:ကောဇာသက္ကရာဇ် 缅甸语发音:;高棉语:ចុល្លសករាជ ;泰语:จุลศักราช,皇家转写:Chunlasakkarat,泰语发音:),又译高扎历,是东
  • 约翰·曼尼约翰·威廉·曼尼博士(英语:Dr. John William Money,1921年7月8日-2006年7月7日)是一位新西兰心理学家、性学家和作家,因其在性向认同和人类性别分化方面的研究而闻名,曼尼在其生涯
  • 天主教博龙岸教区天主教博龙岸教区 (拉丁语:Dioecesis Boronganensis、他加禄语:Diyosesis ng Borongan)是菲律宾一个罗马天主教教区,属天主教帕洛总教区。辖区包括东萨马省。2006年有教友414,000
  • 林如林如(1935年-2019年8月15日),天津人,中国播音员、配音员、朗诵家,历任莫斯科广播电台华语部播音员,中央人民广播电台播音员、播音指导,中国传媒大学播音主持艺术学院兼职教授。林如
  • 小妖精的脚《小妖精的脚》(英语:Goblin Feet)是英国作家J·R·R·托尔金在1915年撰写的一首诗,发表于由布莱克威尔出版社出版的诗集《牛津诗歌》内。之后也被收录在1920年的《童话诗集》中