宇宙的「黑二代」現身，來自一個不可思議的地方

2020-09-07 星空天文

一個聚集了上千萬顆星的小空間。

MIT

LIGO和Virgo引力波天文臺2019年4月12日探測到的一個引力波信號（編號GW190412），是一對黑洞合併產生的。這對黑洞的質量差異非常大，分別是太陽的30倍和8倍，是迄今發現的質量差異最懸殊的一對合併黑洞。

雙黑洞的產生通常有兩種方式，一種是源自大質量雙星，它們終身相伴，化為黑洞後繼續在一起，然後互相靠近最終合併；另一種是在黑洞密集的空間內，兩個黑洞在經歷了多次的嘗試和失敗之後，成為一對。

但是通過這兩種方式形成的雙黑洞質量基本上是相等的，且幾乎不怎麼轉動。而GW190412中的這對黑洞不但質量差異非常大，而且其中那個大的黑洞自轉速度非常快。研究人員根據這些特點認為，這個大黑洞本身更有可能就是合併的產物，是一個「黑二代」。

但讓人迷惑的是，如果這個黑洞是合併的產物，那麼由於黑洞合併會釋放能量，它在合併完成後很有可能會被「踢」出很遠。如果它合併產生的能量，使其能夠加速到超過所在空間的逃逸速度，那麼它就會進入空曠的星際空間。而一旦進入星際空間，遇到合適「對象」的可能性就很小了。

計算結果顯示，要拽住這樣一個大黑洞，其所在的空間的逃逸速度大約是每秒150公裡。而宇宙中恆星密集的球狀星團，逃逸速度通常只有大約每秒50公裡。

這意味著這個大黑洞產生在一個引力極強的空間環境中。要麼它來自超大質量黑洞的吸積盤，要麼它來自一個不可思議的地方——一個聚集了上千萬顆星的小空間。那麼這樣一個地方在哪裡呢？

近日科學家還發現了。今後這樣的發現或許將不再罕見，但這些再度合併的「黑二代」產生在什麼樣的環境中，可能會成為科學家感興趣的一個點。

參考來源
Astrophysical Implications of GW190412 as a Remnant of a Previous Black-Hole Merger
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.101103

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