兩超級黑洞合併，爆炸能量大於8個太陽，穿過70億光年撞擊地球
2020-09-05 坤園自留地天文學家已經通過最古老、最遙遠的引力波探測到了兩個黑洞的最大合併，這是有史以來最大的一次撞擊地球。
這次碰撞形成了有史以來發現的第一個中間質量黑洞，它的質量是太陽的142倍。
由黑洞合併產生的能量「爆炸」是通過引力波或時空連續體中的波紋釋放的，等於八個太陽的能量。這些漣漪花了70億年才能穿越太空到達地球。
這個新發現的黑洞具有所謂的「中間」質量，因為它的質量是太陽質量的100到1000倍。它大於恆星質量（恆星質量），而小於超大質量黑洞質量。
通過引力波追蹤的信號天文學家很可能是在兩個黑洞匯合的瞬間發生的。
美國國家科學基金會的雷射幹涉儀引力波天文臺的雙探測器以及義大利的處女座引力波探測器於2019年5月21日在地球上追蹤了引力波。
周三發表了兩項研究，一項關於《物理評論快報》上的引力波事件。，另一項詳細研究了《天體物理學期刊快報》（Astrophysical Journal Letters）中該事件的影響。
「天體物理學的一大謎團是如何形成超大質量黑洞？」 LIGO科學合作編輯委員會審稿人Christopher Berry在一份聲明中說。
貝裡說：「它們是房間裡的百萬頭太陽象。」他也是西北大學天體物理學跨學科探索與研究中心的客座研究教授。
「它們是從恆星崩潰時產生的恆星質量黑洞中生長出來的，還是通過未知的方式出生？我們長期以來一直在尋找一個中等質量的黑洞來彌合恆星質量和超大質量黑洞之間的差距孔。
搜索結束。他說：「現在，我們有證據表明確實存在中等質量的黑洞。」
引力波事件僅持續了十分之一秒。這些電波起源於70億光年以外-迄今為止是最遙遠的源頭。
通過這種檢測，LIGO觀察到了意外情況，並帶來了另一個突破。
貝裡說：「引力波觀測是革命性的。」 「有了這些引力波的突破，直到我們有足夠的數據來揭示黑洞是如何誕生以及如何發展的秘密之時，它才不久。」
重力波事件被命名為GW190521。被探測器探測到的四個小擺動代表著一個真實的爆炸聲，它在太空中傳播，並在70億年後到達了我們。這與LIGO在2015年首次檢測到引力波時採集到的信號不同。
蔚藍海岸天文臺的處女座團隊合作者，阿耳emi彌斯實驗室主任納爾遜·克裡斯滕森說：「這看起來不像是我們通常會發現的rp。」 「這更像是&39;的東西，這是LIGO和處女座所看到的最大的信號。」
為什麼這個黑洞不同
黑洞主要有兩個類別。
當大量恆星死亡時，恆星質量的黑洞就會形成，其範圍從太陽質量的幾倍到太陽質量的數十倍。超大質量黑洞，例如在像我們這樣的星系中心發現的黑洞，可能是太陽質量的數百，數千甚至數十億倍。
然後，在這兩者之間有一個新的中間黑洞。它是由兩個巨大的黑洞形成的，這兩個黑洞可能是由坍縮的恆星造成的。在合併的兩個黑洞中，較重的一個為85太陽質量，另一個黑洞為約66太陽質量。
當恆星的核心演化時，恆星會在自身重量之下坍塌，並且不再具有足夠的壓力來支撐恆星的外層。結果會產生黑洞。
但是一顆坍縮的恆星應該不能在太陽質量介於65到120之間的範圍內產生黑洞，這被稱為成對不穩定質量差。這是因為最大質量的恆星被與它們坍塌相伴的超新星所遮蓋。
該藝術家的插圖顯示了可能導致此事件的黑洞的分層合併。
在這次合併中，兩個黑洞中較大的一個具有85個太陽質量，是該範圍內第一個檢測到的黑洞。但是它是如何形成的？
貝裡說：「關於如何解決這個問題，有很多想法-將兩顆恆星合併在一起，將黑洞嵌入可以吞咽的厚物質盤中，或者在大爆炸之後產生原始的黑洞。」 「我真正喜歡的想法是分層合併，其中我們有一個黑洞，該黑洞是由先前的兩個較小的黑洞合併而成的。」
在第二項研究中，研究人員包括了分級合併的可能性，在這種合併中，每個合併中的每個黑洞很可能是由兩個較小的黑洞合併而成。
「自從2015年首次探測到引力波以來，經歷了如此多的引力波，令人興奮的是，宇宙仍在向我們投擲新事物，而這個質量為85的太陽黑洞實在是曲線球，」第二項研究的合著者Chase Kimball說。 LIGO科學合作組織成員和西北天文學博士後學生在一份聲明中。
新問題
加州理工學院物理學家，LIGO成員艾倫·溫斯坦（Alan Weinstein）在一份聲明中說：「這次活動提出的問題多於提供的答案。」 「從發現和物理學的角度來看，這是一件非常令人興奮的事情。」
實際上，研究人員正在考慮，這種令人難以置信的簡訊號可能是由完全不同的源而不是黑洞的合併產生的。
「如果全新的事物產生了這些引力波怎麼辦？」 西北大學LIGO科學合作小組首席研究員，CIERA主任和丹尼爾·林澤（Daniel I. Linzer）著名大學物理學和天文學教授Vicky Kalogera在一份聲明中說。
「例如，也許引力波是由我們銀河系中一顆正在坍塌的恆星發出的。信號也可能來自宇宙最早膨脹後不久產生的宇宙弦，儘管這兩種奇特的可能性都不符合數據作為二進位合併。」
可能會從探測器的最新觀測期中提取更多的重力波信號。明年，它們將與日本KAGRA探測器配合使用，這將有助於使重力波探測比以往更多。
金博爾說：「我們真的處在引力波天文學的曙光中。」 「很難選擇一個更好的時間來擔任天體物理學家。」
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