黑洞合併產生巨大後座力 把自己踢出宿主星系

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【大紀元2022年05月19日訊】(大紀元記者笛睿編譯報導)一個國際研究組從引力波數據中第一次看到,兩個黑洞合併成一個黑洞的過程所產生的巨大後座力,把自己踢出了原來所在的星系。

以前的研究顯示,黑洞自身會發出引力波信號。兩個互相繞行的黑洞在角動量的作用下,所發出的引力波還會散發能量。能量的散失導致這兩個黑洞越靠越近最後發生合併。合併後的黑洞會形成一個新的旋轉軌道。

按照物理學規律,這個合併的過程會產生一種反向後座力,研究人員把它叫做踢力(kick)。它們合併後所發出的引力波的朝向只剩一個方向。而此時,新生成的黑洞會受到一個與其相反方向的後座力,導致合併後黑洞移動的速度超過合併前任何一個黑洞的速度。

5月12日發表於《物理評論快報》(Physical Review Letters)的這份新研究發現,引力波信號GW200129來自兩個黑洞的合併,分析顯示,其合併產生的後座力如此之大,足夠把它踢出其宿主星系。

以前的研究觀測到一些黑洞,移動的速度超過理論的預測。研究者稱這項發現可以做出解釋:兩個繞行的黑洞在合併時產生的後座力,就會使得黑洞獲得更快的速度。

這份研究由德國馬克斯普朗克引力物理研究所(Max Planck Institute for Gravitational Physics)和美國幾家機構的研究人員合作完成。

研究稱,這是在眾多黑洞合併事件中所發現的第一個後座力大到改變了其旋轉方向的事件。研究人員用這些數據造出了模型,計算出它的踢力可以使它的速度達到每秒1500公里。作為對比,速度達到每秒550公里就可以逃離銀河系。研究者認為,GW200129所獲得的速度足以把它送出原來所在的星系。

於是有人自然地想到,這樣一個強大的怪物在宇宙空間中自由移動,會不會撞上其它的天體?

這份研究的主要作者之一、美國阿爾伯特·愛因斯坦研究所(Albert Einstein Institution)的維傑·瓦爾瑪(Vijay Varma)說:「太空廣漠到難以置信的程度。黑洞撞上其它天體的機率很小。現實的情況是這個黑洞就是自由地到處移動,什麼也不做。」◇#

責任編輯:葉紫微

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