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天文學家發現大到超過理論限制的恆星黑洞

說不定要為此重新設想理論。

Andy Yang
2019 年 12 月 2 日, 傍晚 07:01
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由中國科學院國家天文台教授劉繼峰領導的研究團隊,近日在我們自己銀河系的後院中發現了一個被命名為「LB-1」,質量為太陽 70 倍的巨大黑洞,大到超過了現有的理論限制。撇開成因完全不同的星系核心等級超巨型黑洞不談,傳統上星體爆發形成的黑洞有質量上的上限,因為當星體質量達到一定的限度時,其表面爆發的太陽風威力會超出星球自身的引力,而將質量持續向外拋出,讓星體無法增加質量,從而影響超新星爆炸後形成的黑洞的大小。這個質量上限一般認為大約在太陽質量的 20 倍左右。

然而中國的郭守敬望遠鏡(LAMOST)利用對黑洞伴星的軌道攝動量測,發現了其圍繞的物體質量竟高達太陽質量的 70 倍,直接挑戰了原先理論的認知。團隊提出了兩種可能的解釋,一個是伴星所環繞,看不見的部份其實不止一個黑洞,可能是中央有兩顆黑洞互旋的結構,但這種存在照道理說應該是極端的稀少才是;而另一種解釋則是中央的黑洞是在宇宙生命更早期,大型黑洞還能形成的時候就存在了,而伴星則是後來才被「捉」回來的。然而第二種說法卻無法說明為何伴星的軌道近乎是正圓的,這在捕捉進來的星體中幾乎是不可能的。

如果現有的模型無法提供解釋的話,那就只能重新設想現有的恆星演化理論,找出是否有發展出如此巨大的黑洞的路徑。與此同時,觀測黑洞相撞所產生的重力波的 LIGO 與 VIRGO 儀器,也回報了有發現撞擊的黑洞質量大於預期,可見 LB-1 在宇宙中說不同也不算是特例,而是有更多這種超高質量的黑洞在宇宙中藏匿著呢。