人类发现首个中等质量黑洞

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科技资讯|人类发现首个中等质量黑洞

美国和欧洲的天文学家日前宣布,他们首次探测到了一个中等质量的黑洞。这是人类迄今探测到的首个中等质量黑洞。

这项由超过 1500 名研究人员参与的引力波探测研究显示,约 70 亿年前,质量分别为太阳的 66 倍和 85 倍的两个黑洞,在发生激烈碰撞后,形成了一个新的中等质量黑洞。什么是中等质量黑洞?

人类发现首个中等质量黑洞

中等质量黑洞(Intermediate-mass black hole)是理论上预测的一种黑洞,介于恒星级黑洞和超大质量黑洞之间,质量为太阳的 100 到 1000 倍。此次探测到的中等质量黑洞其质量是太阳的 142 倍。

黑洞按质量一般分为恒星级质量黑洞(Stellar mass black holes,“sMBHs”)、中等质量黑洞(Intermediate mass black holes,“IMBHs”)和超大质量黑洞(Supermassive black holes,“SMBHs”)三类。

但有预言称理论上还存在宇宙早期诞生的,尺度和质量极小的原初黑洞,以及近些年来刚被提出的绝超质量黑洞(Hypermassive black holes,简称 “HMBHs”),它们的质量范围涵盖 1010~1012倍太阳质量甚至更大。中等质量黑洞是如何起源的?

根据爱因斯坦相对论方程,黑洞可以具有任意大小的质量,但是在宇宙中只有通过天体物理学过程才能制造出一定质量的黑洞:大质量恒星的崩溃是形成黑洞的一条主要途径,却也对黑洞质量设下了一些限制:根据恒星演化学,来自恒星核心的光子与气体的向外压力会与向内推动的引力保持平衡,使恒星处于一个稳定的状态,一旦这两股力量失衡,恒星就会在自身重力作用下塌缩引发超新星爆炸,视恒星本身质量可能变成白矮星、中子星或黑洞。这是人类历史上首次发现中等质量黑洞吗?

从某种意义上来说是的,但要从引力波的角度来看,这个黑洞早在 2019 年 5 月 21 日的 GW190521 引力波事件中就被人发现了,然后一群科学家在今年 9 月 2 日在《物理学评论通讯》和《天体物理学杂志通讯》发表研究报告称,发现的一段引力波信号可证明上述的中等质量黑洞确实存在,他们发现的这个中等质量黑洞大约是太阳质量的 142 倍,是人类迄今探测到的首个中等质量黑洞。

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