引力波背后的真相
现在,研究人员已经从引力波中观察到,可能是最大规模的黑洞合并中发出的一个信号。这次合并的产物是第一次清晰地发现一个"中等质量"黑洞,其质量是太阳的100到1000倍。
科学家是通过探测室女座探测到了信号,这个信号大约有四个短摆动,持续时间非常短,持续时间不到十分之一秒。从研究人员所能知道的情况来看,信号是由一个距离地球大约5千兆字节的源头产生的,大约有宇宙一半的年龄,这使得它成为迄今为止探测到的最遥远的引力波源之一。
至于是什么产生了这一信号,基于一套最先进的计算和建模工具,科学家们认为很可能是由具有不寻常属性的二元黑洞合并而产生的。
到目前为止,几乎所有确认的引力波信号都是双星合并的信号,要么是两个黑洞之间的合并,要么是两个中子星之间的合并。这次最新的合并似乎是迄今为止最大规模的,涉及两个激动人心的黑洞,其质量分别是太阳质量的85倍和66倍。
研究小组也测量了每个黑洞的自旋,并发现当黑洞越来越接近的时候,它们可以绕着自己的轴旋转,角度与它们的轨道轴不一致。黑洞的错位自旋很可能导致它们的轨道摆动,因为有两个黑洞相互螺旋而行。
新的信号很可能代表了这两个黑洞合并的瞬间。这次合并创造了一个更大的黑洞,大约有142个太阳质量,并释放出巨大的能量,相当于大约8个太阳质量,以引力波的形式在宇宙中传播。
这不仅是因为我们发现了难以解释的黑洞大小,还使用了并非专门为恒星合并而设计的技术。这是非常重要的,因为它展示了仪器探测来自完全不可预见的天体物理事件的信号的能力。
迄今为止观测到的所有黑洞都属于两种类型:恒星质量黑洞,从几个太阳质量测量到几十个太阳质量,并被认为是在大质量恒星死亡时形成的;或者超大质量黑洞,比如位于银河系中心的黑洞,从几十万到数十亿倍于我们的太阳。
然而,新合并产生的最后142个太阳质量黑洞位于恒星质量和超大质量黑洞之间的中间质量范围内--这是有史以来第一次发现这种黑洞。
产生最终黑洞的两个黑洞,在其大小上似乎也是独一无二的。它们的质量如此之大,以至于科学家怀疑其中一颗或两颗恒星可能不是由一颗塌陷的恒星形成的,就像大多数恒星质量黑洞所做的那样。
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