Singularity of massive black hole. 3D rendered illustration.
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传统上,天文学家所发现的黑洞会落入两个类别当中的一个:恒星黑洞(由恒星塌缩而成)及构成星系核心的超巨型黑洞。前者一般质量在太阳的五倍到数十倍之间,而超巨型黑洞则是太阳的数百万到数十亿倍。然而问题是,至今为止在这两个天差地远的类别之外,天文学家还没有发现介于其中的黑洞大小。

这在今天迎来了改变 —— 一个国际合作的团队宣布使用了分布在美国和义大利的三个 LIGO 仪器,观测到了一个太阳 142 倍质量的黑洞形成时所产生的重力波。这个重力波源被命名为 GW190521,在数据上仅是历时 1/10 秒的四条扭动的线条,但却代表着一种本以为不存在的星体。据分析,这次的事件最有可能是源自于两个质量分别为太阳 85 倍和 65 倍的黑洞的对撞,这两个黑洞本身也在所谓的「中等大小」的范畴内。事件发生地距离地球约 60 亿光年(即 60 亿年前)处,撞击约释出了等同于 8 个太阳质量的能量,以重力波的形式传导到四方,最后留下了 142 倍太阳质量的新黑洞。

当然,发现了中等大小黑洞之后,接下来的问题是它们是否真的这么罕见?还是只是我们没有好的方法发现它们?由此次的观测,我们至少知道了两件事:其一是撞击似乎是它们形成的方法之一,且中等大小的黑洞似乎并不是那么稀有 —— 毕竟 GW190521 自身的两个撞击源头,也都不是传统方法能产生的大小。不过话虽如此,这个发现依然还是打破了一些我们对黑洞原有的预设立场,并且目前科学家的推算是中等大小的黑洞的产生频率,比恒星黑洞或超巨型黑洞都要小 500 倍。

当然,由于目前只有这唯一一个案例,科学家还是不能完全下断定论。唯一可以确定的是中等大小的黑洞非常罕见,并且还要再找到几个类似的例子,才能有更加清楚的理解吧。