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测到“令人困惑”的最强引力波
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测到“令人困惑”的最强引力波

2020-10-06 15:51 主页 来源:未知
测到“令人困惑”的最强引力波




黑洞碰撞是宇宙中十分罕见的天体碰撞事件,它可以产生十分巨大的能量,引发强烈的引力波。2010年9月3日,一个国际天文团队在《自然》杂志上发表文章称激光干涉引力波天文台探测器(LIGO)检测到迄今为止最强大的黑洞碰撞事件,两个恒星级黑洞合并,融合成一个质量达太阳的142倍质量的黑洞,并且瞬间释放出了大量的能量。
 
 
 
 
据论文中的描述,这次黑洞碰撞事件于2019年5月21日被激光干涉引力波天文台探测器和意大利的处女座天文台探测到,事件发生在大约70亿光年之外,持续的时间只有1/10秒,但是引力波却非常强大,这次黑洞碰撞产生的引力波天文事件被命名为GW190521。
 
 
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通过一年多来的研究,天文学家称这次黑洞碰撞事件是“迄今为止最强大、最遥远、最令人困惑”,因为其中一个黑洞的质量相当于太阳的85倍,另外一个估计达66倍太阳质量,这也证实了一些天文物理学家们推测的中等质量黑洞的存在,这类黑洞比恒星形成的初始黑洞要大一些,但是要比星系中心的巨型黑洞小得多。
 
 
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传统的恒星演变理论认为,恒星坍缩形成的黑洞,不应在质量介于65和120太阳之间的恒星中产生,因为在这类质量的恒星的主序星寿命晚期,恒星中心变得十分炽热,光子开始转换成成对的粒子和反粒子,产生“成对不稳定性”,这会触发氧核的爆炸性聚变,从而将恒星撕裂使其完全分解,这样它就不会形成黑洞了。然而这两个黑洞的质量都在不应该形成黑洞的恒星质量范围之中,因此让天文学家们十分诧异。而且其形成的142倍太阳质量的黑洞也是一个中等质量的黑洞,这类黑洞在宇宙中十分少见。
 
 
 
 
可见这次引力波事件挑战了已有的科学认知,对此天文学家们认为,或许传统的恒星演变理论需要重新研究或作出部分修改,也就是质量在65和120倍太阳之间的恒星演变过程需要重新研究,它们可以在某种机制下形成黑洞;不过还有另外一种解释就是,这两个黑洞很可能是宇宙中的原生黑洞,这类黑洞诞生宇宙之初,并非是恒星形成的,但这种可能性的概率较小。
 
 
 
 
引力波被认为是宇宙中的大质量天体产生的一种时空涟漪,就好像我们在一个平静的湖面上丢下一块石头,水面因为突然的变化而产生一波一波的涟漪一样,大质量天体发生的剧烈运动,也可以引起宇宙时空结构间歇性的起伏,引力波便由此而生,它可以穿越广袤的宇宙空间荡漾开去,科学家们监测到的引力波事件,大都发生在几十上百亿光年之外,其源头多为中子星或者黑洞相撞事件产生的。
 
 
 
 
 
 
 
之前科学家们还没有监测到质量达太阳数十倍的两个天体的相撞产生的引力波事件,而且GW190521引力波事件距离我们在70亿光年之外,十分遥远,同时这次事件释放的能量也十分巨大,85倍和66倍太阳质量的黑洞相加等于151倍太阳质量,但是形成的黑洞却只有142倍太阳质量,说明很可能有9个太阳的质量的物质都转化成了能量,其中一部分以引力波的形式释放了出来。