LIGO和处女座科合作组织：首次探测到“不可能”黑洞的巨大碰撞

　　LIGO和处女座科学合作组织直接观测到了有史以来最大规模的黑洞碰撞，该组织包括澳大利亚国立大学(ANU)的科学家。

　　去年5月21日，美国和欧洲的LIGO和处女座引力波观测站捕捉到的短引力波信号GW190521，来自两个高度旋转的巨大黑洞，其质量分别是太阳的85倍和66倍。但这不是这个系统非常特别的唯一原因。两个黑洞中较大的一个被认为是“不可能的”。天文学家预测，质量为太阳65-130倍的恒星会经历一个称为成对不稳定的过程，导致恒星被吹散，什么也没有留下。由于质量为85个太阳质量，较大的黑洞正好落在这个被禁止的范围内，被称为上黑洞质量间隙，应该是“不可能的。”那么，如果它不是由恒星的坍缩产生的，它是如何形成的呢？

　　“我们认为黑洞是宇宙的真空吸尘器。ANU物理研究学院的苏珊·斯科特教授是该出版物的合著者，她说:“它们会吸入路径中的所有物质，包括气体云和恒星。”“它们还会吸进其他黑洞，通过早期黑洞的持续碰撞，有可能产生越来越大的黑洞。在我们探测到的碰撞中，较重的“不可能”黑洞可能是以这种方式产生的。"

　　这两个黑洞在宇宙只有大约70亿年的时候合并了，大约是现在年龄的一半。他们形成了一个更大的黑洞，其重量高达太阳质量的142倍，是迄今为止通过引力波观测观察到的最大黑洞。

　　质量为100到100，000个太阳质量的黑洞被称为中等质量黑洞(IMBHs)。它们比恒星质量的黑洞重，但比通常位于星系中心的超大质量黑洞轻。在100到1000个太阳质量的质量范围内，没有对IMBHs的结论性电磁观测。同时也是ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)首席研究员的斯科特教授说:“由碰撞形成的‘不可能的’黑洞位于质量为太阳100到1000倍的黑洞沙漠中。”

　　“我们非常兴奋能够在这个质量范围内首次直接观测到IMBH。我们也看到了它是如何形成的，证实了IMBHs可以通过两个较小的黑洞的合并而产生。”

　　另一项最近的研究表明，使用加州理工学院兹维奇瞬态设备的科学家可能已经发现了碰撞中的一个耀斑。这是令人惊讶的，因为黑洞和它们的合并对望远镜来说通常是黑暗的。一种理论认为，该系统可能一直围绕着一个超大质量黑洞运行。新形成的黑洞可能受到了碰撞的冲击，朝着一个新的方向发射，并穿过超大质量黑洞周围的气盘，导致它发光。虽然GW190521的探测不太可能来自与耀斑相同的事件，但研究人员表示，这种可能性很有趣。来自ANU的奥兹格拉夫博士后研究人员瓦伊沙里·阿提亚博士说:“在许多不同的环境中，这种由两个黑洞组成的系统都有可能形成，而围绕着一个超大质量黑洞的气盘肯定是其中之一。”但也有可能这个系统是由早期宇宙中形成的两个原始黑洞组成的。