爱读书 探索 一大群黑洞集中在几乎和宇宙本身一样古老的巨大宇宙结构的中心

一大群黑洞集中在几乎和宇宙本身一样古老的巨大宇宙结构的中心

据美国宇航局(NASA)估计,在银河系中约存在着数千万到十亿个黑洞,其中大多数可能为孤立存在的。但使用哈勃太空望远镜的天文学家最近宣布,他们发现了一些意想不到的东西,不是一个,或者两个,而是一大群黑洞集中在几乎和宇宙本身一样古老的巨大宇宙结构的中心。

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巴黎天体物理研究所的天文学家们首次探测到一群黑洞聚集在一个名为NGC6397的稠密球状星团的核心区域。此球状星团是古代恒星密集的集合,而NGC6397仅是已知存在于银河系中的150多颗恒星之一。这个巨大的宇宙结构包含了大约400000颗恒星,大部分恒星都被引力紧紧地束缚在一起,并集聚在中心位置。其距离地球只有7800光年,是离地球最近也是最容易研究的星体之一。

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研究NGC6397的天文学家最初认为,在这颗大质量星团的中心潜伏着难以捉摸的、长期以来广受追捧的“中等质量黑洞”。这种类型的黑洞被认为是已知的超大质量黑洞和较小的恒星黑洞之间的“缺失环节”,超大质量黑洞位于大多数大型星系的中心,而较小的恒星黑洞是坍缩大质量恒星的残骸。

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尽管人们对中等质量黑洞的存在着广泛的争论,但已经确定了一些候选黑洞,NGC6397的中心被认为是理想的目标。不过当天文学家寻找这个难以捉摸的物体时,他们惊讶地发现不是一个而是20多个恒星黑洞。由于黑洞无法直接观测,天文学家使用哈勃太空望远镜和盖亚太空天文台观察球状星团内部,并测量星体如何运动。

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因为一个位置的质量越大,恒星围绕它运行的速度就越快。经过几年对紧密排列的恒星细微运动的观测,天文学家们能够计算出星团中心内的质量分布。与预期相反,他们并未发现如同单一的、孤立的中等质量黑洞的可影响周围恒星的点状质量分布,而是发现了一个更随机的质量分布。这表明NGC6397中心附近的恒星正受到包括白矮星和中子星,但主要是多个恒星黑洞星体残骸的影响。

 

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研究人员得出结论,认为这个神秘家族,至少有20个黑洞在与相邻的小质量恒星发生相互作用后,逐渐下沉到球状星团的中心。根据天文学家的说法,这个黑洞家族的发现,提供了一个令人兴奋的可能性,这个可能就是致密的黑洞群有一天可能会融合,造成引力波形成时空涟漪。

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科学家们可能会使用激光干涉仪引力波天文台探测这个事件,它更广为人知的名字是LIGO。像大多数科学发现一样,问题的提出比答案要多,尽管令人难以捉摸的中等质量黑洞还没有被发现,但是在致密球状星团中心的一群恒星黑洞还是第一次被发现,我确定随着相关研究的进一步探索,我们将会知道更多的关于这个神秘的恒星墓地的信息。

 

 

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相关知识

激光干涉仪引力波观测站(LIGO)是一个大型物理实验和观测站,旨在探测宇宙引力波,并将引力波观测发展为天文工具。(1)美国建造了两座大型观测站,目的是通过激光测量法探测引力波。这些天文台使用相距四公里的反射镜,能够探测到小于质子电荷直径万分之一的变化。(2)最初的LIGO观测站是由美国国家科学基金(NSF)会资助,并由加州理工学院和麻省理工学院设计、建造和操作。(3)(4)他们收集了从2002年到2010年的数据,但是没有探测到引力波。

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增强原始LIGO探测器的先进LIGO项目始于2008,并继续并继续得到美国国家科学基金会(NSF)支持,英国科学技术设施委员会、德国马克斯•普朗克学会和澳大利亚研究委员会做出了重要贡献。(5)(6)改造后的探测器于2015年开始运行。2016年,LIGO科学合作组织(LSC)和Virgo合作组织报告报告了引力波的探测,来自多所大学和研究机构的科学家参与了国际合作,参与该项目和引力波天文数据分析科学家由LSC组织,其中包括1000多名科学家(7)(8)(9)以及440000名活跃科学家Einstein@Home截至2016年12月的用户。(10)

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LIGO是有史以来由NSF资助的最大、最雄心勃勃的项目。(11)(12)2017年,诺贝尔物理学奖授予RainerWeiss、Kip Thorne和Barry C.Baeish“对LIGO探测器和引力波观测的决定性贡献”。

by:志愿者,伯努力

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