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最大黑洞合并事件被发现,新黑洞约为太阳80倍大

2018
12/05
14:48
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据报道,一个国际科学家团队最近通过分析高新激光干涉仪引力波天文台(Advanced LIGO)获得的观测数据,发现了迄今最大的黑洞合并事件和另外三起黑洞合并事件产生的引力波,这次黑洞合并成了一个约为太阳80倍大小的新黑洞,也是迄今距离地球最远的黑洞合并。

这一次的黑洞合并事件是由澳大利亚国立大学(ANU)广义相对论和数据分析小组负责人苏珊·斯科特领导的团队探测到的,它发生在2017年7月29日,距我们约90亿光年。对此,斯科特说:“在所有观察到的黑洞合并中,此次的黑洞旋转速度最快,距离地球也最远。”

黑洞是恒星的终极结局,恒星质量巨大。随着恒星物质向内挤压,产生的高温和高压足以引发核聚变。核聚变的产物之一便是能量,可提供足够的推力、平衡恒星向内坍缩的趋势。但这只是骤变前短暂的平静。在高温下,氢变为氦,并进一步转化为锂和铍……以此类推,直到恒星的核心形成铁元素。发展到这一程度,核聚变便会终止,引力开始发挥作用,使所有物质都向内坍缩。

如果恒星质量较小,坍缩规模也较小,恒星就像一块燃尽的煤炭一样,静静地转化为白矮星。如果质量较大,恒星便会发生剧烈爆炸,转变为中子星;而如果质量足够大,便会变为黑洞。这是宇宙中密度最大的两种天体。

但物质的转化并不会就此止步。所有天体都在太空中四处漂移,且会互相吸引。如果离得过近,中子星和黑洞就会吸收彼此的物质(也许还有附近的其它天体,如白矮星)。这可以使中子星获得足够的质量、向黑洞转化,或让已经形成的黑洞进一步增大。

为了检测到宇宙的变化,研究人员计划不断改进引力波探测器,以便能在更遥远的深空中进一步发现灾难性事件。他们甚至希望未来有一天能追溯到大爆炸刚发生之后不久,这一点光无法做到。

自2017年8月第二次观测运行结束以来,科学家们一直在升级LIGO和欧洲的“处女座”(Virgo)引力波探测器,使其更加灵敏。斯科特说:“这意味着从明年初开始的第三次观测运行中,我们将能探测到更遥远太空中发生的事件,发现来自宇宙中新的未知来源的引力波。”

这一国际研究小组在过去3年中发现了10次不同的黑洞合并事件以及一次中子星合并事件产生的引力波。中子星是宇宙中最密集的恒星,直径可达20公里。斯科特小组还在设计一个新项目,旨在探测中子星合并产生的短命中子星发出的引力波。

值得一提的是,首段提到的“另外三起黑洞合并事件”均发生在2017年8月9日至23日期间,与地球的距离为30亿至60亿光年,产生黑洞的大小为太阳的56倍至66倍。

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