宇宙中缺失的黑洞可能已经被找到
几十年来,天文学家一直推测黑洞分为三大类。
有恒星质量黑洞,其质量范围是太阳质量的 5 到 50 倍。然后,有超大质量黑洞(SMBHs),它们的质量是太阳的数百万到数十亿倍。
最后,还有中间黑洞(IMBHs),质量介于两者之间。
虽然科学家们已经观察到大量恒星质量黑洞和 SMBH,但 IMBH 的证据是更难获得.这带来了一个问题:随着 IMBH 的生长,IMBH 被认为是恒星黑洞和 SMBH 之间的过渡桥梁,这是一个明显的“缺失环节”黑洞演化。
在新研究系列,这是一个由范德堡大学Lunar Labs 计划(LLI) 宣布它可能已经找到了这些难以捉摸的物体的证据。
在其中一篇论文中,由天文学家 Krystal Ruiz-Rocha 和 Anjali Yolkier 领导的一个团队描述了研究人员如何重新分析来自激光干涉仪引力波天文台(LIGO) 和Virgo 合作搜索 IMBH 合并的可能迹象。
结果表明,这些天文台记录了引力波对应于 100 到 300 个太阳质量的黑洞之间的合并的事件。这使得这些事件成为天文学家记录的最大黑洞碰撞,并将它们置于他们预期的轻量级 IMBH 范围内。
“黑洞是终极的宇宙化石,”天文学家和资深作者 Karan Jani 说.
“这项新分析中报告的黑洞质量在天文学中仍然具有高度推测性。这个新的黑洞群打开了一扇前所未有的窗口,让我们了解照亮我们宇宙的第一批恒星。
在相关研究,科学家们展示了即将于 2030 年代后期发射的激光干涉仪空间天线 (LISA) 任务如何帮助验证这些结果。
虽然 LIGO 和 Virgo 等探测器可以捕捉到黑洞碰撞的最后阶段,但 LISA 将能够在它们相互融合之前跟踪它们数年,因为它们相互螺旋式地靠近,从而在时空中产生涟漪。这个延长的观测时间框架将使天文学家能够更多地了解黑洞的起源、演化以及它们将如何发展。
“我们希望这项研究能加强中等质量黑洞作为从地球到太空的引力波探测器网络中最令人兴奋的来源的证据。”说鲁伊斯-罗查。
“每一次新的探测都让我们更接近于了解这些黑洞的起源以及它们为什么会落入这个神秘的质量范围。”
展望未来,该团队计划探索如何使用引力波天文台观测 IMBH月亮.
美国宇航局正在探索在月球上建造这样一个天文台的可能性,作为阿尔忒弥斯计划长期目标的一部分。该计划自阿波罗时代以来就已存在,并将建立在月球表面重力计阿波罗 17 号宇航员留下的实验。
“这是历史上一个激动人心的时刻——不仅仅是研究黑洞,而是将科学前沿与太空和月球探索的新时代结合在一起。”说贾尼。
“我们有一个难得的机会来培养下一代学生,他们的发现将受到月球的影响,并由月球制成。”