爆炸恒星、黑洞與神秘的禁區間隙

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這幅插圖展示了一次對不穩定性超新星爆發。這類爆發不會留下任何東西,甚至連黑洞都不會留下。研究表明,它們可以解釋黑洞質量中的禁止間隙。圖片來源:雙子座天文臺NSFAURAJoyPollard。

當引力波(GW)首次被探測到時,科學家們表示他們打開了一扇探索宇宙的新窗口。雖然大多數天文學研究基于探測電磁能量,但引力波有所不同。它們是愛因斯坦預言的時空漣漪。

GW探測器讓我們能夠探測黑洞(BH)之間的合并,這些黑洞在碰撞時會發射引力波(GW)。天文學家可以利用這些波來確定黑洞的質量。目前已經有數百次引力波探測結果,這些結果合在一起,就像是一份黑洞質量的普查報告。


天體物理學理論表明,質量在約50到130個太陽質量之間的大質量恒星應該會坍縮并形成黑洞。因此,在這個范圍內應該存在可探測到的黑洞。但引力波觀測顯示,質量超過約45個太陽質量的恒星級黑洞極為罕見。這被稱為禁止間隙。是什么原因導致這種現象呢?


《自然》雜志上的一項新研究或許已經找到了答案。該研究的標題為《來自黑洞質量的對不穩定性間隙證據》,主要作者是童輝。童輝來自澳大利亞莫納什大學物理與天文學院。

恒星理論預測,由于對不穩定性超新星的存在,黑洞質量存在一個約50至130倍太陽質量的禁區范圍,但引力波天文學中關于這種質量分布間隙的證據一直難以找到,作者們寫道。

不過,這一情況正因為引力波普查而發生改變。它表明,質量超過約45個太陽質量的黑洞實際上

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