兩黑洞合并誕生新超級(jí)黑洞 刷新最大質(zhì)量記錄
一個(gè)國際合作團(tuán)隊(duì)宣布，他們利用美國激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO）探測(cè)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(duì)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(duì)論和引力會(huì)議上公布了這項(xiàng)成果。
自2015年LIGO首次探測(cè)到引力波以來，已觀測(cè)到數(shù)百次黑洞或中子星合并事件。此次于2023年11月探測(cè)到的合并事件是迄今觀測(cè)到的最大規(guī)模合并。通過對(duì)LIGO探測(cè)信號(hào)建模，科研人員計(jì)算出這起被命名為GW231123的合并事件中，兩個(gè)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(gè)質(zhì)量約為太陽質(zhì)量225倍的黑洞。模型還顯示，這兩個(gè)黑洞自旋速度極快——大約每秒40次，接近愛因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)的黑洞在保持穩(wěn)定情況下能達(dá)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(jí)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(jí)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(jí)黑洞，它們被認(rèn)為是大質(zhì)量恒星以超新星爆發(fā)形式終結(jié)生命時(shí)形成的。然而GW231123事件涉及的兩個(gè)黑洞質(zhì)量接近或超出了恒星級(jí)黑洞區(qū)間，其形成不能完全通過上述機(jī)制解釋。
一種可能的解釋是，這兩個(gè)黑洞是由早期較小的黑洞分級(jí)合并形成的，這種合并會(huì)增加黑洞的自旋速度和質(zhì)量。
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