近日,來自美國和歐洲的天文學(xué)家,共同宣布了一次人類天文史上的重大發(fā)現(xiàn):在距離地球70光年之外的地方,一個中等質(zhì)量黑洞出現(xiàn)在那里。這個發(fā)現(xiàn)顛覆了目前已有的黑洞形成理論,同時,也增加了新的黑洞類型。
神秘的黑洞
1916年,在廣義相對論中,愛因斯坦提出了一種神秘的天體,愛因斯坦表示,在宇宙中,存在著一種無法直接觀測,但是分布卻非常廣泛的天體,這種天體引力無限大,密度也無限大,任何物質(zhì)接近它,都會被吞噬掉,就連光也無法從它的視界中逃脫。
后來,很多相信廣義相對論的科學(xué)家們,在經(jīng)過多年的研究后,確認(rèn)宇宙中的確有黑洞的存在。但是,人類歷史上,拍攝到的第一張黑洞照片,還是在2019年的4月份。由此可見,黑洞有多么不容易觀測研究。
正如同星體分為恒星、行星、衛(wèi)星、彗星等一樣,黑洞也有著多個類型。在經(jīng)過多年的研究后,科學(xué)家們表示,黑洞一共有3種,分別是來自于宇宙誕生早期的原初黑洞、位于每個大星系中心位置的超大質(zhì)量黑洞,以及大質(zhì)量恒星坍縮后形成的恒星級黑洞。
在宇宙中,由于恒星是普遍的居民,所以,恒星級黑洞的數(shù)量也非常多。那么,什么是恒星級黑洞呢?簡單來說,就是質(zhì)量小于太陽的100倍。
不過,宇宙中總是會有很多不可思議的事情發(fā)生。比方說前段時間,在距離地球70億光年之外的地方,科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了一個本不該存在的黑洞,它的質(zhì)量超過了太陽的100倍,但是卻遠(yuǎn)沒有達(dá)到超大質(zhì)量黑洞的標(biāo)準(zhǔn),它究竟是什么?
中等質(zhì)量黑洞被發(fā)現(xiàn)
研究者表示,一開始,他們是在宇宙中捕捉到了一個神秘的引力波信號,后來通過追蹤,發(fā)現(xiàn)來自于70億光年之外的地方。
引力波也是愛因斯坦在廣義相對論中的預(yù)言之一,人類同樣也是進(jìn)入到21世紀(jì)后,才確認(rèn)了引力波的存在。愛因斯坦表示,引力波是時空的漣漪,當(dāng)它出現(xiàn)的時候,時間和空間也會發(fā)生變化?;蛘吒又卑滓稽c來說,引力波或許可以幫助人類實現(xiàn)時空穿梭。
多年來,科學(xué)家們在宇宙中發(fā)現(xiàn)的引力波并不多,因為引力波的時間都是非常短暫的,就連一秒鐘都達(dá)不到。
所以 ,發(fā)現(xiàn)這個新的引力波信號后,科學(xué)家們就一直在研究它的來源,最終發(fā)現(xiàn),它發(fā)出的地方,竟然存在著一個質(zhì)量大約為太陽142倍的黑洞。顯然,這是一個全新的黑洞類型,它的出現(xiàn),顛覆了現(xiàn)有的黑洞形成理論。
那么,它究竟是如何出現(xiàn)的呢?最終,在經(jīng)過一系列的觀測研究后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這個中等質(zhì)量黑洞,是由于2個恒星級黑洞相撞合并而產(chǎn)生的。
當(dāng)這2個恒星級黑洞相撞的一瞬間,爆發(fā)出強烈的引力波,2個恒星級黑洞也合二為一,形成了一個全新的黑洞。
中等質(zhì)量黑洞或數(shù)量很多
雖然這是科學(xué)家們第一次在宇宙中發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞的身影,但是,科學(xué)家們?nèi)匀幌嘈牛械荣|(zhì)量黑洞在宇宙中的數(shù)量有很多。
為何這么說呢?因為如果按照這次發(fā)現(xiàn)的中等質(zhì)量黑洞形成來說,如果是恒星級黑洞不斷融合形成的,由于恒星級黑洞的數(shù)量有很多,自然彼此碰撞融合的概率就非常高,由此產(chǎn)生的中等質(zhì)量黑洞數(shù)量,自然也就不會太少。
中等質(zhì)量黑洞都在哪里?研究者表示,中等質(zhì)量黑洞或許來自于矮星系和球狀星團(tuán)之中。這是由于矮星系和球狀星團(tuán),普遍都來自于宇宙早期,其中存在的恒星大多也都是非常古老的,自然伴隨著恒星生命的終結(jié),也就會有大量恒星級黑洞產(chǎn)生,可以為中等質(zhì)量黑洞的出現(xiàn),提供足夠的“素材”。
此外,研究者也表示,除了2個恒星級黑洞合并會形成一個中等質(zhì)量黑洞之外,或許恒星和主序伴星碰撞后形成的巨星,在進(jìn)入生命尾聲后,也會直接坍縮成一個中等質(zhì)量黑洞,只不過目前在宇宙中還沒有觀測發(fā)現(xiàn)。
研究者介紹,中等質(zhì)量黑洞介于恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間。它的質(zhì)量應(yīng)該在太陽的100倍-10萬倍之間,如果日后有更多的中等質(zhì)量黑洞被發(fā)現(xiàn),那么對于研究宇宙演化等來說,都將有著更多幫助,一起拭目以待!
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