天文学家探测到的黑洞之间创纪录的碰撞

二黑洞在一次可能会彻底改变我们对黑洞成长。

它以 2023 年 11 月 23 日记录的日期命名为 GW 231123，是最大的黑洞collision 的 Collision 中，生成一个对象重于 225 个太阳.

以前，最大质量的黑洞碰撞会产生一个物体质量是太阳的 142 倍.

令人难以置信的是，参与碰撞的每个黑洞都比由单个恒星核心形成的黑洞的质量上限重——这表明这两个黑洞都可能参与了之前的碰撞。

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“这是我们观测到的最大质量黑洞双星引力波，它对我们对黑洞形成的理解提出了真正的挑战。天文学家和物理学家 Mark Hannam 说英国卡迪夫大学。

“如此大质量的黑洞在标准的恒星演化模型中是被禁止的。一种可能性是，这个双星中的两个黑洞是通过较小的黑洞的早期合并形成的。

引力波天文学始于 2015 年，当时 LIGO 干涉仪检测到两个极端天体合并合二为一时，在时空中传播的引力波纹发出的微弱信号。从那时起，Virgo 和 KAGRA 设施加入了 LIGO，从宇宙中碰撞的黑洞对中收集了大约 300 个信号。

天文学家可以分析和梳理这些信号，利用涟漪来确定构成它们的黑洞的特性。

这就是它真正酷的地方：小黑洞在太空中真的很难找到，因为它们不会发出可探测的光。通过收集有关合并的数据，天文学家正在收集有关黑洞现实的数据。

围绕这些高密度天体的大部分研究必然是理论上的。我们知道，较小的黑洞（与质量数百万个太阳的超大质量黑洞相反）是成为超新星的大质量恒星的残骸，它们的核心在引力作用下坍缩形成如此密集的物体，以至于光线无法逃脱它们的引力控制。

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然而，这种形成机制可以产生的黑洞大小有一个上限——因为超过一定重量时，恒星会以所谓的对不稳定超新星这完全抹去了核心。我们不确定这个极限是什么，但它可能低至 40 左右的太阳质量，也可能高达 60 左右。

我们已经发现了黑洞超过这个重量限制的证据。那次 142 次太阳质量合并涉及质量是太阳 66 倍和 85 倍的黑洞。但 GW 231123 相当引人注目地提高了赌注。

此外，参与此次事件的两个黑洞都旋转得非常快，非常接近理论极限，研究人员说.这让信号变得相当复杂——但它也可能是关于黑洞历史的线索。当两个黑洞结合时，产生的单个物体应该具有更快的自旋速度，科学家们拥有这一特性建议作为工具用于确定黑洞是否是先前合并的产物。

需要进一步的分析才能解开 GW 231123 的所有复杂性，但该事件可能会验证关于黑洞如何形成的科学理论。这也可能是关于超大质量黑洞如何生长的巨大线索，因为我们不知道它们是如何从质量与恒星相当的物体变成整个星系围绕旋转的巨大庞然大物的。

“社区需要数年时间才能完全解开这种错综复杂的信号模式及其所有影响，”物理学家 Gregorio Carullo 说英国伯明翰大学。“尽管最可能的解释仍然是黑洞合并，但更复杂的情况可能是破译其意外特征的关键。激动人心的时刻即将到来！

该团队的调查结果将在第 24 届广义相对论与引力国际会议和第 16 届 Edoardo Amaldi 引力波会议.

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