質量相當於太陽的142倍！科學家發現「最古老」黑洞

法新社巴黎9月2日發表了題為《科學家發現神秘的「中等質量」黑洞》的報導，相關內容摘編如下：

科學家9月2日宣布發現了一個黑洞，這是迄今發現的最古老黑洞，根據人們目前對「怪物」黑洞的理解，這個黑洞根本不該存在。「怪物」黑洞的密度非常大，即使光也無法擺脫它們的引力。

由約1500名科學家組成的兩個聯合團隊在兩項研究中指出，GW190521由另外兩個黑洞合併而成，它的質量是太陽的142倍，是迄今發現的第一個「中等質量」黑洞。

研究報告的共同作者、歐洲引力波天文臺的天體物理學家斯塔夫羅斯·卡察內瓦斯在一場網上新聞發布會上說：「這一事件是走進黑洞形成這個宇宙過程的一扇大門。」

卡察內瓦斯說：「這是一個全新的世界。」

一顆垂死的恆星發生坍縮時會形成一個所謂的恆星級黑洞，其大小通常是3到10倍太陽質量。

在包括銀河系在內的大多數星系的中心都發現了超大質量黑洞，其質量介於數百萬倍至數十億倍太陽質量之間。

到目前為止，質量是太陽100到1000倍的黑洞從未被發現。

研究報告的共同作者、帕多瓦大學天體物理學家、歐洲「處女座」合作研究團隊成員米夏埃拉說：「這是處於該質量範圍的黑洞的第一項證據。這可能帶來黑洞天體物理學的範式轉變。」

她還說，這一發現支持這樣一種觀點，即超大質量黑洞可以通過這些中等大小天體的反覆合併而形成。

科學家們觀測到的是超過70億年前GW190521由兩個質量分別為85倍和65倍太陽質量的更小黑洞碰撞形成時產生的引力波。它們碰撞時釋放出相當於8倍太陽質量的能量，創造了自大爆炸以來宇宙中最有威力的事件之一。

引力波最早是在2015年9月探測到的，主要研究者兩年後因此獲得了諾貝爾物理學獎。阿爾貝特·愛因斯坦在他的廣義相對論中預言了引力波的存在，他的理論認為引力波會以光速在宇宙中傳播。

GW190521於2019年5月21日由三臺幹涉儀探測到，幹涉儀可以測量引力波經過地球時比原子核小數千倍的變化。

據目前所知，一顆恆星的引力坍縮不可能形成在60至120倍太陽質量範圍內的黑洞，因為以這樣的大小，恆星會被伴隨坍縮的超新星爆炸徹底摧毀。

不過，導致GW190521形成的兩個黑洞都在這一質量範圍之內。

馬佩利說：「這一事件對目前的黑洞形成模式提出了挑戰。」

這也表明還有很多情況是人們尚不了解的。

美國雷射幹涉儀引力波觀測臺引力波實驗項目的天體物理學家卡蘭·賈尼說：「這次探測證實，有一片廣大的宇宙是我們仍然無法看到的。」

他說：「我們在理論和觀測上對難以解釋的中等質量黑洞的了解非常有限。」

但它能夠被發現這一事實本身就引人注目。

這兩項研究發表在《物理評論快報》周刊和《天體物理學雜誌通訊》上。