近日,LIGO-Virgo引力波探测国际合作组宣布发现了至今最强的黑洞碰撞,由85倍太阳质量和66倍太阳质量的两个黑洞环绕并合成为了一个142倍太阳质量的黑洞,其中质量差约8倍的太阳质量转化为能量巨大的引力波在时空中传播。论文一经上线,迅速引起业界高度关注和热议,因其涉及所谓“不可能质量”黑洞的问题。但这一黑洞质量“禁区”真的存在吗?这又一定是双黑洞并合吗?中等质量黑洞都存在于哪里?
2020年9月2日,LIGO-Virgo引力波天文台合作团队正式发表了一年多来的研究分析结果——他们发现了两个黑洞环绕并合为142倍太阳质量黑洞的引力波事件(GW190521,即2019年5月21日发现的引力波事件,以下其他事件命名模式同此类推),这两个黑洞的质量分别为85倍太阳质量和66倍太阳质量。这是目前该引力波天文台探测到的最大质量黑洞并合事件,被认为首次发现了中等质量黑洞的实体存在。
更令一些科学家兴奋激动又同时不解的是,新的发现处于所谓黑洞质量范围的“缺口”(或称“断档”、“禁区”),对天体物理过程中这类黑洞的形成理论模型和物理图像再次发出挑战。
黑洞的形成与种类自2016年首次公布探测到双黑洞并合产生的引力波事件(GW150914),以及2019年4月公布的M87星系中心的“超大质量黑洞照片”等一系列新发现以来,黑洞与引力波的研究不仅成为天文领域的热点,也引燃了公众科普的狂欢。不过,随着被发表的引力波事件信号越来越多,双黑洞并合或者更为少见的双中子星并合等事件似已不足为奇。
事实上,LIGO与Virgo的国际合作团队至今已经正式发表了探测到的15次引力波事件,仅仅发现新的双黑洞并合事件也就不算非常新鲜的事了,而本次公布的142倍太阳质量的黑洞则让一些天文学家感到不可思议,再次引发科学界和大众媒体热议,这又是为何?