迄今最强引力波来自最奇特黑洞碰撞

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【大纪元2020年09月23日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)9月初一份发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上研究宣布,2019年5月21日探测到的信号GW190521是迄今发现的最强的一个引力波信号。

分析显示,这是在大约距今70亿年前,两个质量分别为太阳的66倍和85倍的黑洞碰撞产生的引力波,结果生成一个质量为太阳的142倍的巨型黑洞。

研究称,这是至今探测到的最强的一个引力波。在只有几分之一秒的时间里,合并的黑洞释放出相当于太阳内部原子8倍的能量,全部以引力波的形式释放。这些能量就像每秒钟引爆一千多万亿个原子弹,持续138亿年。

没有参与这份研究的同行、加州理工学院的天文学家格雷厄姆(Matthew Graham)告诉《国家地理》(National Geographic)杂志,这个事件“可能是我们已知的宇宙中最大的爆炸”。

这个事件至少有两个非常奇特之处。

该事件产生的黑洞是同类中的第一个。科学家把质量为太阳的100倍至10万倍之间的黑洞归位“中型黑洞”,可是至今观测到的黑洞,有的是太阳质量的几十倍的小黑洞、有的是超级大黑洞,质量是太阳的几百万倍甚至几十亿倍,还从未观测到任何中型黑洞。

引力波GW190521的产物是太阳质量的142倍,是至今发现的第一个中型黑洞。

观测团队成员之一、美国西北大学(Northwestern University)的物理学家贝里(Christopher Berry)说:“现在我们终于可以定论说,这种中型黑洞的确存在。”

对于研究组来说,更让他们好奇的是合并黑洞之一、质量是太阳85倍的黑洞──因为理论上这种黑洞无法从类似质量的恒星坍塌而成。

没有参与这份研究的理论天体物理学家、耶鲁大学的纳塔拉然(Priyamvada Natarajan)说:“如果你发现一个质量是太阳的52倍~133倍之间的黑洞,从理论上说,它们无法从一颗同质量的恒星坍塌而来。”

现有的理论推测,质量介于太阳的60倍~130倍之间的恒星,光在能量的作用下产生大量正负电子对,将发生名为“不稳定对”的爆炸过程,导致物质散逸的超新星爆发形式,而无法变成黑洞。

研究者猜测,也许这个85倍太阳质量的黑洞,已经是两个黑洞合并的产物,甚至另一个66倍太阳质量的黑洞也是如此。◇

责任编辑:朱涵儒

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