质量低至2.6个太阳!伪装成宇宙最小黑洞的中子星或是个新品种

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质量低至2.6个太阳!伪装成宇宙最小黑洞的中子星或是个新品种

编者按:LIGO探测器在2019年8月发现一个新的引力波事件,23倍太阳质量的黑洞与一个2.6倍太阳质量的天体合并,形成了引力波。在过去近一年的时间里,科学家正在热议这个2.6倍太阳质量的天体到底是什么,目前给出了一个结论。

宇宙印象|头条独家 深度科普栏目第1335期

黑洞给我们的第一感觉是它们拥有强大的引力场,比如距离太阳系2.6万光年外的人马座黑洞,质量达到400万倍太阳质量;M87星系中的黑洞为太阳质量的65亿倍,距离我们大约5500万光年。这些超大质量黑洞距离我们非常遥远,几乎察觉不到对地球的影响。当然,也有距离我们比较近的黑洞,比如约6000光年外的天鹅座X-1黑洞,质量为8.7倍太阳质量,还有距离地球大约1000光年的HR 6819黑洞,质量相当于4颗太阳。

图片解读:科学家绘制的两颗中子星合并的想象图

图片解读:距离地球最近的黑洞

从以上对比可以看出,较小的黑洞也至少为数倍太阳质量,超大质量黑洞就没有上限了,数十亿、上百亿倍都有可能。黑洞质量差距如此之大也是一个未解之谜,科学家发现黑洞并非通过吞噬物质让自己的质量获得快速增长。这是因为在早期宇宙中,我们也发现了超大质量黑洞,只能说吞噬物质是黑洞质量增长的一种方式,但不是唯一且最主要的方式。

自从引力波被我们发现以来,再小的黑洞也藏不住了。LIGO探测器在2019年8月发现一个新的引力波事件,23倍太阳质量的黑洞与一个2.6倍太阳质量的天体合并,形成了引力波。在过去近一年的时间里,科学家正在热议这个2.6倍太阳质量的天体到底是什么。目前给出了一个结论,这个天体要么是迄今发现最小的黑洞,要么是最大的中子星。

图片解读:宇宙中最小质量的黑洞可能为3.7倍太阳质量

如果这个天体是中子星,那么我们的中子星演化模型可能还面临一些问题,如果不是黑洞,那么这个天体很有可能是一个新的“品种”:夸克星。这个发现无疑点燃了科学家对大质量天体的认识,不论这个发现是什么,都会一次引发一次理论上的变革。头条独家的宇宙印象指出,黑洞的质量边缘大约在2个太阳质量,从理论上说,根据托尔曼-奥本海默-沃尔科夫(TOV)极限,质量大约1.4倍太阳质量的恒星会坍缩成中子星,或者黑洞,小于这个质量阈值的恒星只会成为矮星。显然我们的太阳与黑洞无缘,质量偏小,不会演化成黑洞。

图片解读:地球在宇宙的定位特殊,似乎黑洞、中子星都影响不到我们

根据这个理论,中子星理论上最大质量为2.16倍太阳质量,我们目前发现的中子星质量最大为2.14倍太阳质量,因此非常接近这个理论值。但是随着引力波观测通道的开启,这个理论开始有所动摇了,2017年LIGO发现两颗中子星合并事件,发现一颗质量为2.7倍太阳质量的天体,被认为是千新星。同时,科学家也发现,宇宙中最小质量的黑洞可能为3.7倍太阳质量,但也有一些学者认为大约为5倍太阳质量。因此这个2.6倍太阳质量的天体就成了一个边界产物,它处于中子星和黑洞的边缘。虽然我们对质量已经有了明确定位,但仍然没有观测到它释放的X射线爆发,由于距离达到数亿光年,也难以探测到光信号,这个谜团还将困扰人类多年。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。

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