美國和歐洲的天文學家日前宣布,他們首次探測到了一個中等質(zhì)量的黑洞。這是人類迄今探測到的首個中等質(zhì)量黑洞。
這項由超過 1500 名研究人員參與的引力波探測研究顯示,約 70 億年前,質(zhì)量分別為太陽的 66 倍和 85 倍的兩個黑洞,在發(fā)生激烈碰撞后,形成了一個新的中等質(zhì)量黑洞。
什么是中等質(zhì)量黑洞?
IT之家知悉,中等質(zhì)量黑洞(Intermediate-mass black hole)是理論上預測的一種黑洞,介于恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間,質(zhì)量為太陽的 100 到 1000 倍。此次探測到的中等質(zhì)量黑洞其質(zhì)量是太陽的 142 倍。
黑洞按質(zhì)量一般分為恒星級質(zhì)量黑洞(Stellar mass black holes,“sMBHs”)、中等質(zhì)量黑洞(Intermediate mass black holes,“IMBHs”)和超大質(zhì)量黑洞(Supermassive black holes,“SMBHs”)三類。
但有預言稱理論上還存在宇宙早期誕生的,尺度和質(zhì)量極小的原初黑洞,以及近些年來剛被提出的絕超質(zhì)量黑洞(Hypermassive black holes,簡稱 “HMBHs”),它們的質(zhì)量范圍涵蓋 1010~1012 倍太陽質(zhì)量甚至更大。
中等質(zhì)量黑洞是如何起源的?
根據(jù)愛因斯坦相對論方程,黑洞可以具有任意大小的質(zhì)量,但是在宇宙中只有通過天體物理學過程才能制造出一定質(zhì)量的黑洞:大質(zhì)量恒星的崩潰是形成黑洞的一條主要途徑,卻也對黑洞質(zhì)量設(shè)下了一些限制:根據(jù)恒星演化學,來自恒星核心的光子與氣體的向外壓力會與向內(nèi)推動的引力保持平衡,使恒星處于一個穩(wěn)定的狀態(tài),一旦這兩股力量失衡,恒星就會在自身重力作用下塌縮引發(fā)超新星爆炸,視恒星本身質(zhì)量可能變成白矮星、中子星或黑洞。
這是人類歷史上首次發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞嗎?
從某種意義上來說是的,但要從引力波的角度來看,這個黑洞早在 2019 年 5 月 21 日的 GW190521 引力波事件中就被人發(fā)現(xiàn)了,然后一群科學家在今年 9 月 2 日在《物理學評論通訊》和《天體物理學雜志通訊》發(fā)表研究報告稱,發(fā)現(xiàn)的一段引力波信號可證明上述的中等質(zhì)量黑洞確實存在,他們發(fā)現(xiàn)的這個中等質(zhì)量黑洞大約是太陽質(zhì)量的 142 倍,是人類迄今探測到的首個中等質(zhì)量黑洞。
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