极端质量比例旋

✍ dations ◷ 2025-12-03 16:04:39 #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

  • 发育生物学发育生物学(英语:Developmental biology)是对于生物体生长和发育过程的研究。发育生物学研究基因对细胞生长,分化和形态发生(Morphogenesis)的调控,这些过程使生物体形成组织和器官
  • 情迷索玛莉《我为玛丽狂》(英语:There's Something About Mary)是一套1998年的美国浪漫喜剧电影,由Farrelly兄弟执导,卡梅隆·迪亚兹、Matt Dillon及本·斯蒂勒主演。内容围绕着万人迷玛丽
  • 马太福音19:18《马太福音》(希腊语:Κατά Ματθαίον),天主教称之为《玛窦福音》,而东正教则译为《圣福音依玛特泰所传者》,是《新约圣经》第一部分《四福音书》的第一卷书,全书共有28
  • 保安处分客体 · 行为(作为 · 不作为) 危害结果 · 因果关系 · 犯罪主体 主观要件(故意 · 过失) 未遂 · 既遂 · 中止 · 预备阻却违法事由 正当防卫 · 紧急避难心神丧失
  • 马基爱德华·约翰·“埃德”·马基(英语:Edward John "Ed" Markey、1946年7月11日-),是一位美国民主党政治人物,自2005年成为马萨诸塞州联邦参议院议员。他在美国参议院的2013年特别选
  • 圆运动的古中医学《圆运动的古中医学》是清末民初中医学家彭子益的著作,在1947–1949年间历经多次修订而写成。中医学家李可称赞此书为“近百年中医史上的一座丰碑”。李可汇集了《圆运动的古
  • 素因子表这个表中包括1-2500的整数分解。注1:0() 等于的素因子之和(OEIS中的数列A001414)。注2:当 本身是素数时,因子显示为黑体。
  • 火影忍者疾风传《火影忍者疾风传》(日语:NARUTO -ナルト- 疾風伝),是日本动漫《火影忍者》的第二部动漫,故事内容延续自《火影忍者》。取名为“疾风传”是因为主角漩涡鸣人将会学习一个新的忍
  • 蒙裁成蒙裁成(1859年-1928年),号公甫,四川盐亭县北金鼎场人,光绪年间举人,曾任绵竹县教谕,成都府学教授,绅班法政学堂监学。1911年,他与张澜、罗纶发起了是为“辛亥革命先声”的四川保路运动
  • 河北广播电视台河北广播电视台是中华人民共和国河北省的省级电视台与广播电台,由河北人民广播电台、河北电视台等机构于2016年4月19日完成合并重组成立。河北广播电视台拥有9个广播频率和8