薇拉·鲁宾天文台将发现二元超大质量黑洞 - {$web_name} 重磅北影节榜单当它们合并时

这张图片来自两个合并黑洞的模拟。快要建成的薇拉·鲁宾天文台应该能够在双星合并之前探测到它们。但是令人烦恼的假阳性难题需要一个解决计划。鸣谢:uux.cn/模拟极端时空(SXS)项目
（神秘的地球uux.cn）据《今日宇宙》（埃文·高夫）：当星系合并时，我们预计它们会形成二元黑洞(BBHs。bbh相互紧密环绕，重磅北影节榜单当它们合并时，形成的引力波已然被Virgo处女座探测到。快要到来的薇拉·鲁宾天文台应该能够在它们合并之前找到它们，这将为星系合并、超大品质黑洞、二元黑洞和引力波的探究开启一个全新的窗口。
据探究人员所知，像我们这样的大型星系中心有一个超大品质黑洞(SMBH)。当星系合并时，业内DC电影报道SMBHs彼此进入一个紧密的轨道，变成一个二元黑洞(BBH。)最后，它们合并，这些合并形成了最强大的引力波。
薇拉·鲁宾天文台(VRO)将开展一项大规模、多年的时域调研，反复取景天空图像，寻找转变。它叫做LSST:空间和时间的遗产调研。它将探测从小行星到超新星爆炸的一切。但是新的探究表明VRO也可以探测二元黑洞。
这篇论文的题目是“来自鲁宾天文台时域监测的二元超大品质黑洞的可靠确认”它已然提交给《天体物理学杂志》,当下正arXiv办事器上预印。首要作者是近日最适合读的一句话：朋友圈文案康涅狄格大学物理系的梅根·戴维斯。
“类星体时域观测中的周期通讯已被用于检索二元超大品质黑洞，”作者写道。检索形成了数百个候选bbh，但难题是假阳性率很高，高达60%。这针对形成有用的资料来说太高了。探究人员能想出如何将这一比率下降到更轻松控制的水平吗？

在智利Cerro Pachón山脊清澈的蓝天下，Vera C. Rubin天文台的建设仍在持续。这台8.4米的望远镜配备了一台3.2千兆分辨率的摄像机，这是全球上有史以来为光学天文学制造的最大的数码摄像机，预计将在2024年底首次亮相。它将对光学天空开展一项前所未有的长达十年的调研，称为空间和时间遗产调研(LSST)。新的秋季刚刚iPad，深夜读到泪目探究显示了LSST如何顺利地探测二元黑洞，这是一项因假阳性而变得繁琐的艰难任务。鸣谢:uux.cn/noir lab/薇拉·鲁宾天文台
作者说他们正获得进展。
类星体是活跃星系核(AGN)的一个子类，比其他AGN更明亮。AGN就是我们所说的SMBHs，它们积极地吸积物质并发光。难题是类星体在吸积物质时会发生转变。这种可变性掩盖了BBH的振幅，导致假阳性。
“由于类星体吸积的可变性，二进制振幅被高估，三分之二的潜在二进制振幅重启不佳，”作者写道。
现代天文学是由资料主导的，而不是观测技能。探究人员强调，假阳性难题的答案在于资料和计算。
“鲁宾的LSST是我们运用电磁观测确认二进制SMBHs的最佳机遇，也将我们进一步推向大资料时代，由于据预测，它每晚将形成超过20tb的资料，”探究人员在他们的论文中写道。
如此巨大的资料量意味着LSST将不得不在资料到达时对其开展筛选，在检索bbh时筹备一种有效的方法要从模拟着手。在这项岗位中，探究人员模拟了单个和双类星体的数百万个LSST深场光曲线。
探究人员在他们的论文中写道:“我们的目标是为鲁宾的LSST深钻场(DDFs)兴办类星体的真实光曲线，含有孤立(单SMBH)和双星操控系统。”DDFs独立于VRO将要开展的大型调研。它们是密集的观测，提供了更深的覆盖范围和更频繁的时间采样。
类星体是繁琐的物体，当它们是双星时，繁琐性会增多。科学家觉得孤立类星体和双星类星体都有可变的吸积盘。彼此靠近的双星有一个环绕双星的吸积盘。但是每个SMBH都有自己的迷你磁盘，这就使状况变得繁琐了。为这些各异的排列生成逼真的光线曲线是作者探究的第一步。

一个活跃类星体的插图。它们的光度和可变性会导致寻找二元黑洞时的误报。贷方:uux.cn/ESO/M. Kornmesser
“我们的目标是模拟鲁宾观察到的类星体群体的广泛和代表性范围的光变曲线，”作者阐释说。
探究人员从类星体生成了超过360万条鲁宾/LSST光曲线，其中众多是针对双星SMBHs的。当检查和拟合所有这些曲线时，假阳性依然是一个难题。“我们保守估计，超过40%的孤立的单个类星体将导致对简易正弦拟合的二进制SMBH操控系统的假阳性测试，”作者写道。
他们还察觉，大品质发光类星体比真正的双星更有或许是假阳性。
“我们提议在使用正弦曲线拟合开展二进制SMBH探测时要谨慎，”探究人员归纳道。
确认类星体和BBHs并不轻松。大自然不会举着牌子告诉我们哪个是哪个。但是大自然的确提供了线索，尽管在这种状况下，它们是纠缠在一起的，很难确认。这项岗位显示了哪种类型的类星体光变曲线最有或许形成假阳性，这是朝着解决这个难题迈出的一大步。
探究人员还能够将某些状况下的假阳性率从60%左右下降到40%左右。这是朝着正确方向迈出的重大一步，尽管这个难题还需要做更多的岗位。

这显示了深钻井场将形成的一些模拟LSST光曲线。顶部面板显示了一个单独的孤立类星体的模拟光变曲线。下图显示了一个模拟的双星的光变曲线。鸣谢:uux.cn/戴维斯等人2023
“这篇论文的目的是探索在鲁宾/LSST·DDF观测中，针对一个典型的类星体群体，双星SMBHs的可探测性，”作者阐释说。下一步是使用不是从模拟而是从观测到的类星体群体中形成的光变曲线。基于二进制SMBHs的引力波检索也将是这项岗位的一若干。
正弦曲线拟合会形成假阳性，但还有另一种拟合光变曲线资料的方法。它叫做DRW:阻尼随机漫步。DRW是一种经济的计算方法，可以合作治理薇拉·鲁宾天文台将形成的众多资料。Davis和她的同仁打算在前方用计算成本低廉的DRW拟合重新审视他们的确认。“这或许会导致更有效的假阳性分类，”他们归纳道。
在其10年的管理中，LSST预计将探测到2000万到1亿个活跃的星系核。确定哪些是bbh意味着处理众多前所未有的资料。假如LSST每晚的确形成20tb的资料，那么处理所有这些资料以检索bbh的任务将会相当艰巨。
探究人员尚未完全解决海量资料和资料中的假阳性这两个难题，但他们已然获得了进展。