科學家9月2日宣布發(fā)現(xiàn)了一個黑洞，這是迄今發(fā)現(xiàn)的最古老黑洞，根據(jù)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(lián)合團隊在兩項研究中指出，GW190521由另外兩個黑洞合并而成，它的質(zhì)量是太陽的142倍，是迄今發(fā)現(xiàn)的第一個“中等質(zhì)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(nèi)瓦斯在一場網(wǎng)上新聞發(fā)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(nèi)瓦斯說：“這是一個全新的世界。”

一顆垂死的恒星發(fā)生坍縮時會形成一個所謂的恒星級黑洞，其大小通常是3到10倍太陽質(zhì)量。

在包括銀河系在內(nèi)的大多數(shù)星系的中心都發(fā)現(xiàn)了超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量介于數(shù)百萬倍至數(shù)十億倍太陽質(zhì)量之間。

到目前為止，質(zhì)量是太陽100到1000倍的黑洞從未被發(fā)現(xiàn)。

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：“這是處于該質(zhì)量范圍的黑洞的第一項證據(jù)。這可能帶來黑洞天體物理學的范式轉(zhuǎn)變。”

她還說，這一發(fā)現(xiàn)支持這樣一種觀點，即超大質(zhì)量黑洞可以通過這些中等大小天體的反復合并而形成。

科學家們觀測到的是超過70億年前GW190521由兩個質(zhì)量分別為85倍和65倍太陽質(zhì)量的更小黑洞碰撞形成時產(chǎn)生的引力波。它們碰撞時釋放出相當于8倍太陽質(zhì)量的能量，創(chuàng)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，主要研究者兩年后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于2019年5月21日由三臺干涉儀探測到，干涉儀可以測量引力波經(jīng)過地球時比原子核小數(shù)千倍的變化。

據(jù)目前所知，一顆恒星的引力坍縮不可能形成在60至120倍太陽質(zhì)量范圍內(nèi)的黑洞，因為以這樣的大小，恒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(zhì)量范圍之內(nèi)。

馬佩利說：“這一事件對目前的黑洞形成模式提出了挑戰(zhàn)。”

這也表明還有很多情況是人們尚不了解的。

美國激光干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?nèi)匀粺o法看到的。”

他說：“我們在理論和觀測上對難以解釋的中等質(zhì)量黑洞的了解非常有限。”

但它能夠被發(fā)現(xiàn)這一事實本身就引人注目。

這兩項研究發(fā)表在《物理評論快報》周刊和《天體物理學雜志通訊》上。

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