论文标题

GW190814:来自23 m $ _ $ _ \ odot $黑洞的重力波,带有2.6 m $ _ \ odot $ compact对象

GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 M$_\odot$ Black Hole with a 2.6 M$_\odot$ Compact Object

论文作者

The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, Abbott, R., Abbott, T. D., Abraham, S., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aich, A., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Akcay, S., Allen, G., Allocca, A., Altin, P. A., Amato, A., Anand, S., Ananyeva, A., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Angelova, S. V., Ansoldi, S., Antier, S., Appert, S., Arai, K., Araya, M. C., Areeda, J. S., Arène, M., Arnaud, N., Aronson, S. M., Arun, K. G., Asali, Y., Ascenzi, S., Ashton, G., Aston, S. M., Astone, P., Aubin, F., Aufmuth, P., AultONeal, K., Austin, C., Avendano, V., Babak, S., Bacon, P., Badaracco, F., Bader, M. K. M., Bae, S., Baer, A. M., Baird, J., Baldaccini, F., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Bals, A., Balsamo, A., Baltus, G., Banagiri, S., Bankar, D., Bankar, R. S., Barayoga, J. C., Barbieri, C., Barish, B. C., Barker, D., Barkett, K., Barneo, P., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Bawaj, M., Bayley, J. C., Bazzan, M., Bécsy, B., Bejger, M., Belahcene, I., Bell, A. S., Beniwal, D., Benjamin, M. G., Benkel, R., Bentley, J. D., Bergamin, F., Berger, B. K., Bergmann, G., Bernuzzi, S., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhandare, R., Bhandari, A. V., Bidler, J., Biggs, E., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Bischi, M., Biscoveanu, S., Bisht, A., Bissenbayeva, G., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Blackburn, J. K., Blackman, J., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bobba, F., Bode, N., Boer, M., Boetzel, Y., Bogaert, G., Bondu, F., Bonilla, E., Bonnand, R., Booker, P., Boom, B. A., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bossilkov, V., Bosveld, J., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P. R., Bramley, A., Branchesi, M., Brau, J. 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S., Cho, M., Christensen, N., Chu, Q., Chua, S., Chung, K. W., Chung, S., Ciani, G., Ciecielag, P., Cie{ś}lar, M., Ciobanu, A. A., Ciolfi, R., Cipriano, F., Cirone, A., Clara, F., Clark, J. A., Clearwater, P., Clesse, S., Cleva, F., Coccia, E., Cohadon, P. -F., Cohen, D., Colleoni, M., Collette, C. G., Collins, C., Colpi, M., Constancio Jr., M., Conti, L., Cooper, S. J., Corban, P., Corbitt, T. R., Cordero-Carrión, I., Corezzi, S., Corley, K. R., Cornish, N., Corre, D., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C. A., Cotesta, R., Coughlin, M. W., Coughlin, S. B., Coulon, J. -P., Countryman, S. T., Couvares, P., Covas, P. B., Coward, D. M., Cowart, M. J., Coyne, D. C., Coyne, R., Creighton, J. D. E., Creighton, T. D., Cripe, J., Croquette, M., Crowder, S. G., Cudell, J. -R., Cullen, T. J., Cumming, A., Cummings, R., Cunningham, L., Cuoco, E., Curylo, M., Canton, T. Dal, Dálya, G., Dana, A., Daneshgaran-Bajastani, L. M., D'Angelo, B., Danilishin, S. L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Darsow-Fromm, C., Dasgupta, A., Datrier, L. E. H., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davies, G. S., Davis, D., Daw, E. J., DeBra, D., Deenadayalan, M., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Delfavero, M., De Lillo, N., Del Pozzo, W., DeMarchi, L. M., D'Emilio, V., Demos, N., Dent, T., De Pietri, R., De Rosa, R., De Rossi, C., DeSalvo, R., de Varona, O., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Diaz-Ortiz Jr., M., Dietrich, T., Di Fiore, L., Di Fronzo, C., Di Giorgio, C., Di Giovanni, F., Di Giovanni, M., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Ding, B., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Renzo, F., Divakarla, A. K., Dmitriev, A., Doctor, Z., Donovan, F., Dooley, K. L., Doravari, S., Dorrington, I., Downes, T. P., Drago, M., Driggers, J. C., Du, Z., Ducoin, J. -G., Dupej, P., Durante, O., D'Urso, D., Dwyer, S. E., Easter, P. J., Eddolls, G., Edelman, B., Edo, T. B., Edy, O., Effler, A., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Eisenmann, M., Eisenstein, R. A., Ejlli, A., Errico, L., Essick, R. C., Estelles, H., Estevez, D., Etienne, Z. B., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Ewing, B. E., Fafone, V., Fairhurst, S., Fan, X., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Fauchon-Jones, E. J., Favata, M., Fays, M., Fazio, M., Feicht, J., Fejer, M. M., Feng, F., Fenyvesi, E., Ferguson, D. L., Fernandez-Galiana, A., Ferrante, I., Ferreira, E. C., Ferreira, T. A., Fidecaro, F., Fiori, I., Fiorucci, D., Fishbach, M., Fisher, R. P., Fittipaldi, R., Fitz-Axen, M., Fiumara, V., Flaminio, R., Floden, E., Flynn, E., Fong, H., Font, J. A., Forsyth, P. W. F., Fournier, J. -D., Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fronzè, G., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H. A., Gadre, B. U., Gaebel, S. M., Gair, J. R., Galaudage, S., Ganapathy, D., Ganguly, A., Gaonkar, S. G., García-Quirós, C., Garufi, F., Gateley, B., Gaudio, S., Gayathri, V., Gemme, G., Genin, E., Gennai, A., George, D., George, J., Gergely, L., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup, Ghosh, Archisman, Ghosh, S., Giacomazzo, B., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Gibson, D. R., Gier, C., Gill, K., Glanzer, J., Gniesmer, J., Godwin, P., Goetz, E., Goetz, R., Gohlke, N., Goncharov, B., González, G., Gopakumar, A., Gossan, S. E., Gosselin, M., Gouaty, R., Grace, B., Grado, A., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Grassia, P., Gray, C., Gray, R., Greco, G., Green, A. C., Green, R., Gretarsson, E. M., Griggs, H. L., Grignani, G., Grimaldi, A., Grimm, S. J., Grote, H., Grunewald, S., Gruning, P., Guidi, G. M., Guimaraes, A. R., Guixé, G., Gulati, H. K., Guo, Y., Gupta, A., Gupta, Anchal, Gupta, P., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Haegel, L., Halim, O., Hall, E. D., Hamilton, E. Z., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M. M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D., Hannuksela, O. A., Hansen, T. J., Hanson, J., Harder, T., Hardwick, T., Haris, K., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Hasskew, R. K., Haster, C. -J., Haughian, K., Hayes, F. J., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heinze, J., Heitmann, H., Hellman, F., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennes, E., Hennig, J., Heurs, M., Hild, S., Hinderer, T., Hoback, S. Y., Hochheim, S., Hofgard, E., Hofman, D., Holgado, A. M., Holland, N. A., Holt, K., Holz, D. E., Hopkins, P., Horst, C., Hough, J., Howell, E. J., Hoy, C. G., Huang, Y., Hübner, M. T., Huerta, E. A., Huet, D., Hughey, B., Hui, V., Husa, S., Huttner, S. H., Huxford, R., Huynh-Dinh, T., Idzkowski, B., Iess, A., Inchauspe, H., Ingram, C., Intini, G., Isac, J. -M., Isi, M., Iyer, B. R., Jacqmin, T., Jadhav, S. J., Jadhav, S. P., James, A. L., Jani, K., Janthalur, N. N., Jaranowski, P., Jariwala, D., Jaume, R., Jenkins, A. C., Jiang, J., Johns, G. R., Johnson-McDaniel, N. K., Jones, A. W., Jones, D. I., Jones, J. 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R., Thorne, K. A., Thrane, E., Tinsman, C. L., Saravanan, T. R., Tiwari, Shubhanshu, Tiwari, S., Tiwari, V., Toland, K., Tonelli, M., Tornasi, Z., Torres-Forné, A., Torrie, C. I., Melo, I. Tosta e, Töyrä, D., Trail, E. A., Travasso, F., Traylor, G., Tringali, M. C., Tripathee, A., Trovato, A., Trudeau, R. J., Tsang, K. W., Tse, M., Tso, R., Tsukada, L., Tsuna, D., Tsutsui, T., Turconi, M., Ubhi, A. S., Ueno, K., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Usman, S. A., Utina, A. C., Vahlbruch, H., Vajente, G., Valdes, G., Valentini, M., van Bakel, N., van Beuzekom, M., Brand, J. F. J. van den, Broeck, C. Van Den, Vander-Hyde, D. C., van der Schaaf, L., Van Heijningen, J. V., van Veggel, A. A., Vardaro, M., Varma, V., Vass, S., Vasúth, M., Vecchio, A., Vedovato, G., Veitch, J., Veitch, P. J., Venkateswara, K., Venugopalan, G., Verkindt, D., Veske, D., Vetrano, F., Viceré, A., Viets, A. D., Vinciguerra, S., Vine, D. J., Vinet, J. -Y., Vitale, S., Vivanco, Francisco Hernandez, Vo, T., Vocca, H., Vorvick, C., Vyatchanin, S. P., Wade, A. R., Wade, L. E., Wade, M., Walet, R., Walker, M., Wallace, G. S., Wallace, L., Walsh, S., Wang, J. Z., Wang, S., Wang, W. H., Ward, R. L., Warden, Z. A., Warner, J., Was, M., Watchi, J., Weaver, B., Wei, L. -W., Weinert, M., Weinstein, A. J., Weiss, R., Wellmann, F., Wen, L., Weßels, P., Westhouse, J. W., Wette, K., Whelan, J. T., Whiting, B. F., Whittle, C., Wilken, D. M., Williams, D., Willis, J. L., Willke, B., Winkler, W., Wipf, C. C., Wittel, H., Woan, G., Woehler, J., Wofford, J. K., Wong, C., Wright, J. L., Wu, D. S., Wysocki, D. M., Xiao, L., Yamamoto, H., Yang, L., Yang, Y., Yang, Z., Yap, M. J., Yazback, M., Yeeles, D. W., Yu, Hang, Yu, Haocun, Yuen, S. H. R., Zadrożny, A. K., Zadrożny, A., Zanolin, M., Zelenova, T., Zendri, J. -P., Zevin, M., Zhang, J., Zhang, L., Zhang, T., Zhao, C., Zhao, G., Zhou, M., Zhou, Z., Zhu, X. J., Zimmerman, A. B., Zucker, M. E., Zweizig, J.

论文摘要

我们报告了涉及22.2-24.3 $ m _ {\ odot} $黑洞的紧凑型二元聚结的观察结果,质量为2.50-2.67 $ m _ {\ odot} $(所有测量值都在90 $ \%可信度上引用)。引力波信号GW190814在Ligo和处女座的第三次观察期间观察到2019年8月14日的第三次观测,UTC 21:10:39 UTC,在三探测器网络中的信噪比为25。源本地定位为18.5 v $^2 $,$ 241^{+41} _ { - 45} $ mpc;迄今为止,尚未确认电磁对应物。源具有最不相等的质量比,以重力波测量,$ 0.112^{+0.008} _ { - 0.009} $,其次要组件是最浅的黑洞,或者是在双重紧凑型目标系统中发现的最重的中子星。主要黑洞的无量音旋转密切限制为$ \ leq 0.07 $。一般相对论的测试表明,与该理论没有可测量的偏差,并且其对高型发射的预测在很高的信心中得到了证实。我们估计,GW190814代表的新的二元合并源的合并速率密度为1-23 GPC $^{ - 3} $ yr $^{ - 1} $。天体物理模型预测,与此事件相似的质量比的二进制模型可以通过多种通道形成,但在球状簇中不太可能形成。但是,质量比,组分质量和此事件的推断合并率的组合挑战了紧凑型二进制二进制的所有当前模型。

We report the observation of a compact binary coalescence involving a 22.2 - 24.3 $M_{\odot}$ black hole and a compact object with a mass of 2.50 - 2.67 $M_{\odot}$ (all measurements quoted at the 90$\%$ credible level). The gravitational-wave signal, GW190814, was observed during LIGO's and Virgo's third observing run on August 14, 2019 at 21:10:39 UTC and has a signal-to-noise ratio of 25 in the three-detector network. The source was localized to 18.5 deg$^2$ at a distance of $241^{+41}_{-45}$ Mpc; no electromagnetic counterpart has been confirmed to date. The source has the most unequal mass ratio yet measured with gravitational waves, $0.112^{+0.008}_{-0.009}$, and its secondary component is either the lightest black hole or the heaviest neutron star ever discovered in a double compact-object system. The dimensionless spin of the primary black hole is tightly constrained to $\leq 0.07$. Tests of general relativity reveal no measurable deviations from the theory, and its prediction of higher-multipole emission is confirmed at high confidence. We estimate a merger rate density of 1-23 Gpc$^{-3}$ yr$^{-1}$ for the new class of binary coalescence sources that GW190814 represents. Astrophysical models predict that binaries with mass ratios similar to this event can form through several channels, but are unlikely to have formed in globular clusters. However, the combination of mass ratio, component masses, and the inferred merger rate for this event challenges all current models for the formation and mass distribution of compact-object binaries.

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