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(xué)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(xué)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(dāng)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(yuǎn)的引力波源之一。
研究團(tuán)隊根據(jù)先進(jìn)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(rèn)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(xué)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(xué)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(xué)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(yù)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)
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