據(jù)美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)網(wǎng)站2日?qǐng)?bào)道，該天文臺(tái)與位于意大利的“室女座”(Virgo)引力波天文臺(tái)攜手，探測(cè)到了一個(gè)142倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，這是科學(xué)家首次探測(cè)到此類“中等質(zhì)量”黑洞，也是目前借助引力波探測(cè)到的質(zhì)量最大的黑洞。
這個(gè)黑洞由兩個(gè)分別約85倍和65倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞并和而成，并和釋放出的8倍太陽(yáng)質(zhì)量的能量以引力波的形式彌漫于宇宙中，被兩大探測(cè)器攜手“逮個(gè)正著”。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》和《天體物理學(xué)期刊快報(bào)》上。
研究人員在2019年5月21日探測(cè)到引力波信號(hào)GW190521，該信號(hào)持續(xù)時(shí)間不到0.1秒。他們表示，GW190521信號(hào)距離地球約5吉秒差距(gigaparsecs)，當(dāng)時(shí)宇宙的年齡約為現(xiàn)在的一半，這也使其成為迄今探測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的引力波源之一。
研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)先進(jìn)的計(jì)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(hào)。迄今為止，幾乎所有被“驗(yàn)明正身”的引力波信號(hào)均來(lái)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(wèn)題。他們解釋說(shuō)，迄今所觀測(cè)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(yáng)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(yáng)的數(shù)十萬(wàn)倍到數(shù)十億倍。而GW190521事件產(chǎn)生的142倍太陽(yáng)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(cè)到此類黑洞。
此外，發(fā)生并和的兩個(gè)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(gè)或兩個(gè)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?yàn)閷?duì)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(yáng)質(zhì)量的黑洞，這個(gè)范圍被稱為“對(duì)不穩(wěn)定質(zhì)量空缺”。但GW190521事件中的一個(gè)為85倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，是目前探測(cè)到的首個(gè)質(zhì)量落在這一區(qū)間的黑洞。對(duì)此，研究人員提出了分級(jí)并和這一可能性：發(fā)生并和的兩個(gè)黑洞此前都由更小的黑洞并合而成。
LIGO由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)資助，NSF引力物理項(xiàng)目主任佩德羅·馬拉尼提說(shuō)：“LIGO向我們展示了其具有探測(cè)到人類不能預(yù)見(jiàn)的天體物理事件的能力，未來(lái)有望帶給我們更多驚喜。”(記者劉霞)
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