| 2020 年世界十大科技進(jìn)展新聞 |
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| 引力波探測器發(fā)現(xiàn)迄今最強(qiáng)黑洞合并事件 |
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黑洞碰撞概念圖
引力波探測器探測到了天文學(xué)家未曾想到的驚人發(fā)現(xiàn)——迄今為止我們所知的最大規(guī)模的黑洞合并事件。2020年9月2日，《物理評論快報(bào)》和《天體物理學(xué)期刊快報(bào)》分別上線文章，介紹了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。
此次黑洞合并最早被發(fā)現(xiàn)于2019年5月21日，合并產(chǎn)生的引力波被美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）和意大利室女座干涉儀（Virgo）探測到，合并事件被命名為GW190521。
兩個(gè)探測器感應(yīng)到了黑洞合并產(chǎn)生的最后四個(gè)波紋，波紋頻率在一百毫秒內(nèi)從30赫茲升至80赫茲。根據(jù)探測到的引力波，天文學(xué)家可以估算黑洞質(zhì)量。此次合并事件中，兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別是太陽的85倍和66倍，合并后形成的新黑洞質(zhì)量接近150個(gè)太陽。
按現(xiàn)有理論，如此質(zhì)量級別的黑洞不太可能發(fā)生合并。一顆大恒星的坍縮會導(dǎo)致黑洞的形成，而由恒星坍縮形成的黑洞，其太陽質(zhì)量不會在65~120之間。因?yàn)楹阈羌磳劢K正寢時(shí)，熾熱的核心會觸發(fā)氧核爆炸聚變，導(dǎo)致整個(gè)星球被撕裂。此外，大型黑洞的合并往往更早發(fā)生，不會被探測器發(fā)現(xiàn)。
為了解釋這一探測結(jié)果，研究人員推測，大爆炸發(fā)生后不久，原始黑洞會自發(fā)演變出一批黑洞，這些黑洞規(guī)模大小不一。而黑洞之所以足夠大，是因?yàn)樗鼈冊缙谝呀?jīng)發(fā)生過合并事件。
通常第一次黑洞合并發(fā)生后，新的黑洞會被先前產(chǎn)生的引力波踢出原本所在的星團(tuán)。新黑洞停留在可能發(fā)生二次合并區(qū)域的情況非常罕見。不過，天文學(xué)家推測，如果黑洞都處在擁擠的銀河系中心，合并事件發(fā)生的概率更大，因?yàn)槟抢镉凶銐虼蟮闹亓Γ煞乐狗礇_物體射出。
此次合并事件發(fā)生的具體星系尚未確定。但合并發(fā)生大約一個(gè)月后，研究人員在大致相同的區(qū)域追蹤到一次類星體的耀斑，這可能是合并事件引起的。
這是兩臺引力波探測器今年第二次探測到非常規(guī)的黑洞合并事件。2020年6月，科學(xué)家利用探測器發(fā)現(xiàn)了一個(gè)太陽質(zhì)量為2.6的黑洞。通常這一量級的天體不會被認(rèn)為是黑洞，因?yàn)樘p了，但將之定義為中子星的話，量級又太大�！�
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2021年2月增刊 聚焦)