宇宙中缺失的黑洞可能已經(jīng)被找到
幾十年來,天文學(xué)家一直推測黑洞分為三大類。
有恒星質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量范圍是太陽質(zhì)量的 5 到 50 倍。然后,有超大質(zhì)量黑洞(SMBHs),它們的質(zhì)量是太陽的數(shù)百萬到數(shù)十億倍。
最后,還有中間黑洞(IMBHs),質(zhì)量介于兩者之間。
雖然科學(xué)家們已經(jīng)觀察到大量恒星質(zhì)量黑洞和 SMBH,但 IMBH 的證據(jù)是更難獲得.這帶來了一個問題:隨著 IMBH 的生長,IMBH 被認(rèn)為是恒星黑洞和 SMBH 之間的過渡橋梁,這是一個明顯的“缺失環(huán)節(jié)”黑洞演化。
在新研究系列,這是一個由范德堡大學(xué)Lunar Labs 計(jì)劃(LLI) 宣布它可能已經(jīng)找到了這些難以捉摸的物體的證據(jù)。
在其中一篇論文中,由天文學(xué)家 Krystal Ruiz-Rocha 和 Anjali Yolkier 領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊(duì)描述了研究人員如何重新分析來自激光干涉儀引力波天文臺(LIGO) 和Virgo 合作搜索 IMBH 合并的可能跡象。
結(jié)果表明,這些天文臺記錄了引力波對應(yīng)于 100 到 300 個太陽質(zhì)量的黑洞之間的合并的事件。這使得這些事件成為天文學(xué)家記錄的最大黑洞碰撞,并將它們置于他們預(yù)期的輕量級 IMBH 范圍內(nèi)。
“黑洞是終極的宇宙化石,”天文學(xué)家和資深作者 Karan Jani 說.
“這項(xiàng)新分析中報告的黑洞質(zhì)量在天文學(xué)中仍然具有高度推測性。這個新的黑洞群打開了一扇前所未有的窗口,讓我們了解照亮我們宇宙的第一批恒星。
在相關(guān)研究,科學(xué)家們展示了即將于 2030 年代后期發(fā)射的激光干涉儀空間天線 (LISA) 任務(wù)如何幫助驗(yàn)證這些結(jié)果。
雖然 LIGO 和 Virgo 等探測器可以捕捉到黑洞碰撞的最后階段,但 LISA 將能夠在它們相互融合之前跟蹤它們數(shù)年,因?yàn)樗鼈兿嗷ヂ菪降乜拷瑥亩跁r空中產(chǎn)生漣漪。這個延長的觀測時間框架將使天文學(xué)家能夠更多地了解黑洞的起源、演化以及它們將如何發(fā)展。
“我們希望這項(xiàng)研究能加強(qiáng)中等質(zhì)量黑洞作為從地球到太空的引力波探測器網(wǎng)絡(luò)中最令人興奮的來源的證據(jù)。”說魯伊斯-羅查。
“每一次新的探測都讓我們更接近于了解這些黑洞的起源以及它們?yōu)槭裁磿淙脒@個神秘的質(zhì)量范圍。”
展望未來,該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃探索如何使用引力波天文臺觀測 IMBH月亮.
美國宇航局正在探索在月球上建造這樣一個天文臺的可能性,作為阿爾忒彌斯計(jì)劃長期目標(biāo)的一部分。該計(jì)劃自阿波羅時代以來就已存在,并將建立在月球表面重力計(jì)阿波羅 17 號宇航員留下的實(shí)驗(yàn)。
“這是歷史上一個激動人心的時刻——不僅僅是研究黑洞,而是將科學(xué)前沿與太空和月球探索的新時代結(jié)合在一起。”說賈尼。
“我們有一個難得的機(jī)會來培養(yǎng)下一代學(xué)生,他們的發(fā)現(xiàn)將受到月球的影響,并由月球制成。”
研究結(jié)果報告在天體物理學(xué)雜志快訊,支持研究發(fā)表在天體物理學(xué)雜志,這里,這里和這里.
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