70億光年外,9個太陽質量的物質消失了

2020-09-11 科學書屋


根據2019年5月21日探測到的引力波信號,天文學家的推測,該信號是一個85倍太陽質量的中等質量黑洞與一個66倍太陽質量的恆星黑洞碰撞時產生的,最後形成了一個142倍太陽質量的中等質量黑洞,消失了9個太陽質量。天體物理學家計算出了碰撞發生的距離——大約70億光年。


當科學家們仔細梳理引力波探測儀的觀測結果時,很快就發現了這個獨特的信號。這項新研究的合著者、哥倫比亞大學的天文學家赫然娜·瑪卡(Zsuzsanna Marka)清楚地記得,探測器是在2019年5月21日接收到信號。她是少數幾個將手機與宇宙探測實時連接的天體物理學家之一,每當引力波探測器「聽」到宇宙中可能的信號時,他們就會收到提醒。


這張圖顯示了迄今為止探測到的黑洞碰撞和中子-恆星碰撞事件。產生GW190521的事件位於中心頂部,是所有碰撞中黑洞質量最大的。


收到提醒之後,瑪卡開始檢查這些事件中是否伴有中微子爆發。不過,就在當晚,她已經意識到這很可能是一次十分特別的探測。


「我不由自主地注意到了巨大的質量,」瑪卡說道。她記得當時的想法是:「這太棒了,意義非常重大。這確實是我們希望看到的大規模事件之一,令人難以置信,但還不清楚是否真的存在這樣的大質量黑洞。」


黑洞的大小各不相同。根據美國國家航空航天局(NASA)的數據,恆星黑洞(一類由大質量恆星引力坍塌後形成的黑洞)的質量是太陽的10到25倍;超大質量黑洞的質量是太陽的數十萬倍到數百萬倍以上,一般認為星系中心(包括銀河系中心)都會有超大質量黑洞。


天文學家推測,可能存在某種介於兩者之間的黑洞,即中等質量黑洞。據估計,中等質量黑洞的質量大約為太陽的100倍到1000倍。

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