天文學家宣布人類首次探測到一個中等質(zhì)量黑洞

美國和歐洲的天文學家日前宣布，他們首次探測到了一個中等質(zhì)量的黑洞。這是人類迄今探測到的首個中等質(zhì)量黑洞。

這項由超過 1500 名研究人員參與的引力波探測研究顯示，約 70 億年前，質(zhì)量分別為太陽的 66 倍和 85 倍的兩個黑洞，在發(fā)生激烈碰撞后，形成了一個新的中等質(zhì)量黑洞。

什么是中等質(zhì)量黑洞?

IT之家知悉，中等質(zhì)量黑洞(Intermediate-mass black hole)是理論上預測的一種黑洞，介于恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間，質(zhì)量為太陽的 100 到 1000 倍。此次探測到的中等質(zhì)量黑洞其質(zhì)量是太陽的 142 倍。

黑洞按質(zhì)量一般分為恒星級質(zhì)量黑洞(Stellar mass black holes，“sMBHs”)、中等質(zhì)量黑洞(Intermediate mass black holes，“IMBHs”)和超大質(zhì)量黑洞(Supermassive black holes，“SMBHs”)三類。

但有預言稱理論上還存在宇宙早期誕生的，尺度和質(zhì)量極小的原初黑洞，以及近些年來剛被提出的絕超質(zhì)量黑洞(Hypermassive black holes，簡稱 “HMBHs”)，它們的質(zhì)量范圍涵蓋 1010~1012 倍太陽質(zhì)量甚至更大。

中等質(zhì)量黑洞是如何起源的?

根據(jù)愛因斯坦相對論方程，黑洞可以具有任意大小的質(zhì)量，但是在宇宙中只有通過天體物理學過程才能制造出一定質(zhì)量的黑洞：大質(zhì)量恒星的崩潰是形成黑洞的一條主要途徑，卻也對黑洞質(zhì)量設(shè)下了一些限制：根據(jù)恒星演化學，來自恒星核心的光子與氣體的向外壓力會與向內(nèi)推動的引力保持平衡，使恒星處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)，一旦這兩股力量失衡，恒星就會在自身重力作用下塌縮引發(fā)超新星爆炸，視恒星本身質(zhì)量可能變成白矮星、中子星或黑洞。

這是人類歷史上首次發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞嗎?

從某種意義上來說是的，但要從引力波的角度來看，這個黑洞早在 2019 年 5 月 21 日的 GW190521 引力波事件中就被人發(fā)現(xiàn)了，然后一群科學家在今年 9 月 2 日在《物理學評論通訊》和《天體物理學雜志通訊》發(fā)表研究報告稱，發(fā)現(xiàn)的一段引力波信號可證明上述的中等質(zhì)量黑洞確實存在，他們發(fā)現(xiàn)的這個中等質(zhì)量黑洞大約是太陽質(zhì)量的 142 倍，是人類迄今探測到的首個中等質(zhì)量黑洞。

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