引力波事件中的最重黑洞可能存在吗?

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2019年5月由美国LIGO与欧洲Virgo引力波干涉仪所探测到的引力波事件GW190521,是迄今为止发现的最重黑洞产生的合并事件。GW190521由两个分别为85倍以及66倍太阳质量重的黑洞撞击合并,最终形成一颗142倍太阳质量重的超大黑洞,这已经是中等质量黑洞的范围了(100至1,000,000倍太阳质量)。

  GW190521在合并前的两个黑洞也令科学家相当有兴趣,因为这两颗黑洞的质量大到无法从恒星演化的理论中产生。如果恒星质量在130个太阳质量以上,可能演化成不稳定对超新星,恒星连同它的致密核心会被失控的热核爆炸完全摧毁。因此科学家一般认为恒星演化不会产生质量65至120倍太阳质量之间的黑洞。

  最近有研究团队针对GW190521不正常的黑洞质量数值重新进行分析。根据团队将引力波信号和可能与合并相关的电磁耀斑比对,认为有更好的模型可以匹配GW190521的观测数据。

  研究团队认为GW190521两颗合并的黑洞质量应该分别为16倍及170倍太阳质量。这个解释解决了不寻常的黑洞质量大小问题,而且根据团队所提出的结果,这还是第一个探测到由中等质量黑洞合并所产生的引力波!(编译/台北天文馆虞景翔)

The observed gravitational-wave signal of GW190521 in each of the three detectors (black), plotted with two best-fit models: one for when the component mass ratio is between 1 and 2 (blue) and one for a mass ratio between 2 and 25 (orange). [Nitz & Capano 2021]
LIGO与Virgo三个站点的观测数据与模型比较。黑线为观测资料,蓝线为原先的模型,橘线为此研究团队提出的新模型。

资料来源:AAS NOVA

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