宇宙中缺失的黑洞可能已經(jīng)被找到

幾十年來(lái)，天文學(xué)家一直推測(cè)黑洞分為三大類(lèi)。

有恒星質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量范圍是太陽(yáng)質(zhì)量的 5 到 50 倍。然后，有超大質(zhì)量黑洞（SMBHs），它們的質(zhì)量是太陽(yáng)的數(shù)百萬(wàn)到數(shù)十億倍。

最后，還有中間黑洞（IMBHs），質(zhì)量介于兩者之間。

雖然科學(xué)家們已經(jīng)觀察到大量恒星質(zhì)量黑洞和 SMBH，但 IMBH 的證據(jù)是更難獲得.這帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：隨著 IMBH 的生長(zhǎng)，IMBH 被認(rèn)為是恒星黑洞和 SMBH 之間的過(guò)渡橋梁，這是一個(gè)明顯的“缺失環(huán)節(jié)”黑洞演化。

在新研究系列，這是一個(gè)由范德堡大學(xué)Lunar Labs 計(jì)劃（LLI） 宣布它可能已經(jīng)找到了這些難以捉摸的物體的證據(jù)。

在其中一篇論文中，由天文學(xué)家 Krystal Ruiz-Rocha 和 Anjali Yolkier 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)描述了研究人員如何重新分析來(lái)自激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO） 和Virgo 合作搜索 IMBH 合并的可能跡象。

結(jié)果表明，這些天文臺(tái)記錄了引力波對(duì)應(yīng)于 100 到 300 個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞之間的合并的事件。這使得這些事件成為天文學(xué)家記錄的最大黑洞碰撞，并將它們置于他們預(yù)期的輕量級(jí) IMBH 范圍內(nèi)。

“黑洞是終極的宇宙化石，”天文學(xué)家和資深作者 Karan Jani 說(shuō).

“這項(xiàng)新分析中報(bào)告的黑洞質(zhì)量在天文學(xué)中仍然具有高度推測(cè)性。這個(gè)新的黑洞群打開(kāi)了一扇前所未有的窗口，讓我們了解照亮我們宇宙的第一批恒星。

在相關(guān)研究，科學(xué)家們展示了即將于 2030 年代后期發(fā)射的激光干涉儀空間天線 （LISA） 任務(wù)如何幫助驗(yàn)證這些結(jié)果。

雖然 LIGO 和 Virgo 等探測(cè)器可以捕捉到黑洞碰撞的最后階段，但 LISA 將能夠在它們相互融合之前跟蹤它們數(shù)年，因?yàn)樗鼈兿嗷ヂ菪降乜拷?，從而在時(shí)空中產(chǎn)生漣漪。這個(gè)延長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間框架將使天文學(xué)家能夠更多地了解黑洞的起源、演化以及它們將如何發(fā)展。

“我們希望這項(xiàng)研究能加強(qiáng)中等質(zhì)量黑洞作為從地球到太空的引力波探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)中最令人興奮的來(lái)源的證據(jù)?！?a>說(shuō)魯伊斯-羅查。

“每一次新的探測(cè)都讓我們更接近于了解這些黑洞的起源以及它們?yōu)槭裁磿?huì)落入這個(gè)神秘的質(zhì)量范圍。”

展望未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃探索如何使用引力波天文臺(tái)觀測(cè) IMBH月亮.

美國(guó)宇航局正在探索在月球上建造這樣一個(gè)天文臺(tái)的可能性，作為阿爾忒彌斯計(jì)劃長(zhǎng)期目標(biāo)的一部分。該計(jì)劃自阿波羅時(shí)代以來(lái)就已存在，并將建立在月球表面重力計(jì)阿波羅 17 號(hào)宇航員留下的實(shí)驗(yàn)。

“這是歷史上一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻——不僅僅是研究黑洞，而是將科學(xué)前沿與太空和月球探索的新時(shí)代結(jié)合在一起?！?a>說(shuō)賈尼。

“我們有一個(gè)難得的機(jī)會(huì)來(lái)培養(yǎng)下一代學(xué)生，他們的發(fā)現(xiàn)將受到月球的影響，并由月球制成?！?/p>

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