據外媒報道，康奈爾大學文理學院克拉曼物理學博士后Vijay Varma表示，引力波天文學的關鍵目標之一是了解和描述雙黑洞的旋轉。通過測量雙黑洞系統的質量和自旋率，其中兩個超級緊湊的天體相互繞行，利用天體合併時發出的引力波，研究人員可以深入了解天體物理學中更大的問題，包括廣義相對論和恆星的壽命。
在4月29日發表在《物理評論快報》上的《LIGO-Virgo雙黑洞的新旋轉》中，Varma和合作者提出了一種研究雙黑洞的新方法，通過旋轉–而不是質量–來識別它們的每個單獨的組成黑洞，這導致了對旋轉的改進測量。研究人員應用這種新方法來分析由LIGO和Virgo引力波探測器收集的雙黑洞數據。
研究人員寫道：“我們不是像通常那樣試圖確定兩個天體中最重和最輕的自旋，而是推斷出具有最高和最低自旋的天體的屬性。”他們寫道：“這種對黑洞自旋的重新關注，而不是對其質量的重新關注，為兩個黑洞的質量幾乎相等的雙星的自旋測量提供了新的重要性——這似乎是大多數情況。”
他們的發現可能會改變科學家研究黑洞的方式，黑洞為廣義相對論和我們對恆星演化的認識以及其他大型問題提供了洞察力。
Biscoveanu表示：“我們意識到，對於雙星中的兩個黑洞具有相等質量或接近相等質量的系統，很難測量自旋。研究小組重新規劃了這個問題，直接觀察自旋最高的黑洞和自旋最低的黑洞的自旋。”
Varma和合作者（來自麻省理工學院的主要作者Sylvia Biscoveanu、Maximiliano Isi和Salvatore Vitale）在研究GW190521的數據時受到啟發，開始進行這一研究，GW190521是一個由LIGO探測到的雙黑洞系統，LIGO是一個非常敏感的儀器，可以探測來自天文物體的引力波，包括黑洞。研究人員說，這個系統特別有趣，因為它是迄今為止探測到的質量最大的系統，而且它還展示了以前沒有觀察到的獨特自旋特徵的證據。
Varma表示：“我們對有自旋的系統特別感興趣，因為它們攜帶着大量的天體物理信息，可以告訴我們這些雙星首先是如何形成的。”他是開發“代用模型”的專家，該模型允許研究人員根據超級計算機模擬來確定黑洞的特徵。
Varma稱，黑洞是令人難以置信的重和密集，通常比太陽的質量大10到30倍，有時更重，但擠在一個大約夏威夷大小的空間里。Biscoveanu將測量雙黑洞系統的質量和自旋比作測量兩種果汁的溫度和甜度。她說：“你會測量你正在品嘗的最冷的果汁的溫度和最甜的果汁的甜度。你不會試圖測量最冷的果汁的甜度，因為這是一個複雜的問題，特別是如果它們兩個都是相同的溫度。”
研究人員說，查詢旋轉速度最快的黑洞有助於研究人員更多地了解單個雙黑洞系統，或整個雙黑洞群，例如LIGO-Virgo合作組織通過引力波觀測到的黑洞。
“這對恆星如何演化和形成黑洞有影響，”Varma說。“我們可以回到演化的早期階段，並試圖了解黑洞天體物理學的秘密。”