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          引力波幫助 首次探測到一個142倍太陽質(zhì)量的黑洞

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          日期:2020-09-04 10:00:11    來源:科技日報    

          據(jù)美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)網(wǎng)站2日報道,該天文臺與位于意大利的“室女座”(Virgo)引力波天文臺攜手,探測到了一個142倍太陽質(zhì)量的黑洞,這是科學家首次探測到此類“中等質(zhì)量”黑洞,也是目前借助引力波探測到的質(zhì)量最大的黑洞。

          這個黑洞由兩個分別約85倍和65倍太陽質(zhì)量的黑洞并和而成,并和釋放出的8倍太陽質(zhì)量的能量以引力波的形式彌漫于宇宙中,被兩大探測器攜手“逮個正著”。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《物理評論快報》和《天體物理學期刊快報》上。

          研究人員在2019年5月21日探測到引力波信號GW190521,該信號持續(xù)時間不到0.1秒。他們表示,GW190521信號距離地球約5吉秒差距(gigaparsecs),當時宇宙的年齡約為現(xiàn)在的一半,這也使其成為迄今探測到的最遙遠的引力波源之一。

          研究團隊根據(jù)先進的計算和建模工具,推出GW190521最有可能是擁有特殊性質(zhì)的雙黑洞并和產(chǎn)生的信號。迄今為止,幾乎所有被“驗明正身”的引力波信號均來自于雙星并和,包括雙黑洞并和以及雙中子星并和等。

          研究人員指出,最新發(fā)現(xiàn)也提出了一系列問題。他們解釋說,迄今所觀測到的黑洞大致分兩類:恒星質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量黑洞,前者質(zhì)量為太陽質(zhì)量的數(shù)倍到數(shù)十倍不等,被認為是大質(zhì)量恒星死亡后形成的;后者質(zhì)量約為太陽的數(shù)十萬倍到數(shù)十億倍。而GW190521事件產(chǎn)生的142倍太陽質(zhì)量黑洞,位于恒星質(zhì)量和超大質(zhì)量黑洞之間,屬于中等質(zhì)量范圍,是科學家首次探測到此類黑洞。

          此外,發(fā)生并和的兩個黑洞的大小也很特別,它們太重,以至于科學家懷疑其中一個或兩個可能不像大多數(shù)恒星質(zhì)量黑洞那樣由坍縮恒星形成。因為對不穩(wěn)定性(pair instability)現(xiàn)象表明,坍縮恒星應(yīng)該不能形成質(zhì)量約為65倍—120倍太陽質(zhì)量的黑洞,這個范圍被稱為“對不穩(wěn)定質(zhì)量空缺”。但GW190521事件中的一個為85倍太陽質(zhì)量的黑洞,是目前探測到的首個質(zhì)量落在這一區(qū)間的黑洞。對此,研究人員提出了分級并和這一可能性:發(fā)生并和的兩個黑洞此前都由更小的黑洞并合而成。

          LIGO由美國國家科學基金會(NSF)資助,NSF引力物理項目主任佩德羅·馬拉尼提說:“LIGO向我們展示了其具有探測到人類不能預見的天體物理事件的能力,未來有望帶給我們更多驚喜。”(記者劉霞)

          關(guān)鍵詞: 引力波 黑洞

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