通过高阶引力波模式实现黑洞反冲速度的完整测量

来自意大利的研究人员通过数值相对论替代波形模型分析GW190412引力波事件，首次利用高阶模式约束黑洞合并反冲速度的方向和大小，证实其超过球状星团逃逸速度（vesc≈50 km/s），为黑洞形成模型和多信使天文观测提供新检验手段。

　　

广义相对论预测引力波(GW)会携带线性动量，导致黑洞合并后的残余黑洞产生反冲速度（或称“踢出”）。这种反冲现象对黑洞形成模型具有重要影响。通过分析包含高阶模式的GW190412信号，研究人员采用数值相对论(NR)替代波形模型，首次实现对反冲方向的完整测量。结果表明反冲速度低于50 km/s的可能性被以贝叶斯因子~21（约95%概率）排除，且反冲方向与轨道角动量（参考时刻t_ref=-100M）的夹角为θ_KL^-100M=32_-14⁺³⁵°，与视线方向夹角θ_KN=44_-17⁺¹⁹°，其投影夹角φ_KN^-100M=69_-38⁺³³°（90%置信区间）。该成果为活动星系核中的黑洞合并多信使观测提供了关键检验工具，可通过电磁辐射机制验证信号一致性。