爆炸恒星、黑洞与神秘的禁区间隙

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这幅插图展示了一次对不稳定性超新星爆发。这类爆发不会留下任何东西,甚至连黑洞都不会留下。研究表明,它们可以解释黑洞质量中的禁止间隙。图片来源:双子座天文台NSFAURAJoyPollard。

当引力波(GW)首次被探测到时,科学家们表示他们打开了一扇探索宇宙的新窗口。虽然大多数天文学研究基于探测电磁能量,但引力波有所不同。它们是爱因斯坦预言的时空涟漪。

GW探测器让我们能够探测黑洞(BH)之间的合并,这些黑洞在碰撞时会发射引力波(GW)。天文学家可以利用这些波来确定黑洞的质量。目前已经有数百次引力波探测结果,这些结果合在一起,就像是一份黑洞质量的普查报告。


天体物理学理论表明,质量在约50到130个太阳质量之间的大质量恒星应该会坍缩并形成黑洞。因此,在这个范围内应该存在可探测到的黑洞。但引力波观测显示,质量超过约45个太阳质量的恒星级黑洞极为罕见。这被称为禁止间隙。是什么原因导致这种现象呢?


《自然》杂志上的一项新研究或许已经找到了答案。该研究的标题为《来自黑洞质量的对不稳定性间隙证据》,主要作者是童辉。童辉来自澳大利亚莫纳什大学物理与天文学院。

恒星理论预测,由于对不稳定性超新星的存在,黑洞质量存在一个约50至130倍太阳质量的禁区范围,但引力波天文学中关于这种质量分布间隙的证据一直难以找到,作者们写道。

不过,这一情况正因为引力波普查而发生改变。它表明,质量超过约45个太阳质量的黑洞实际上

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