兩黑洞合并誕生新超級黑洞 刷新最大質(zhì)量記錄
一個國際合作團隊宣布，他們利用美國激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）探測到了迄今為止最大質(zhì)量的黑洞碰撞合并事件。這一發(fā)現(xiàn)對理解宇宙中黑洞的成長方式具有重要意義。LIGO-Virgo-KAGRA合作組在英國格拉斯哥舉行的國際廣義相對論和引力會議上公布了這項成果。
自2015年LIGO首次探測到引力波以來，已觀測到數(shù)百次黑洞或中子星合并事件。此次于2023年11月探測到的合并事件是迄今觀測到的最大規(guī)模合并。通過對LIGO探測信號建模，科研人員計算出這起被命名為GW231123的合并事件中，兩個質(zhì)量分別約為太陽質(zhì)量100倍和140倍的黑洞合并，產(chǎn)生了一個質(zhì)量約為太陽質(zhì)量225倍的黑洞。模型還顯示，這兩個黑洞自旋速度極快——大約每秒40次，接近愛因斯坦廣義相對論預測的黑洞在保持穩(wěn)定情況下能達到的極限。
黑洞按質(zhì)量可分為三類：幾倍到100倍太陽質(zhì)量的恒星級黑洞、星系中心百萬倍太陽質(zhì)量以上的超大質(zhì)量黑洞以及介于兩者之間的中等質(zhì)量黑洞。目前已有足夠證據(jù)證明恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞的存在，但中等質(zhì)量黑洞卻十分罕見。LIGO捕捉到的大多數(shù)事件都涉及恒星級黑洞，它們被認為是大質(zhì)量恒星以超新星爆發(fā)形式終結(jié)生命時形成的。然而GW231123事件涉及的兩個黑洞質(zhì)量接近或超出了恒星級黑洞區(qū)間，其形成不能完全通過上述機制解釋。
一種可能的解釋是，這兩個黑洞是由早期較小的黑洞分級合并形成的，這種合并會增加黑洞的自旋速度和質(zhì)量。
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