“有記錄以來規模最大”，科學家探測到大質量黑洞合併事件

【文/觀察者網 陳思佳】據英國《衞報》7月14日報道，科學家探測到有記錄以來規模最大的黑洞合併事件，位於100億光年以外的兩個黑洞合併形成了一個質量約為225倍太陽質量的黑洞。相關研究論文已於7月14日發表在預印本網站arXiv上。

美國激光干涉引力波天文台（LIGO）於2023年11月23日捕捉到這次黑洞合併事件，位於華盛頓州和路易斯安那州的兩個探測器探測到黑洞合併產生的引力波特徵。對信號的分析顯示，發生碰撞的兩個黑洞質量分別為太陽的103倍和137倍。

該信號被命名為GW231123，科學家表示，這是迄今為止觀測到的最大規模黑洞合併事件，在距離地球100億光年處形成了一個質量為225倍太陽質量的黑洞。

LIGO兩個探測器檢測到的引力波特徵

研究團隊成員、英國卡迪夫大學教授馬克·漢南（Mark Hannam）表示：“這是我們在宇宙中能觀察到的最激烈的事件，但當信號到達地球時，它們是我們能測量到的最微弱的現象。當這些漣漪抵達地球，它們已經變得很小了。”

漢南指出，發生合併的兩個黑洞的旋轉速度非常快，已經接近天體的理論極限。他補充説：“這些黑洞的質量很大，不可能直接由老化的恆星坍縮形成。因此我們有充分的理由相信，它們是過去較小黑洞合併的產物，可能已經連續進行了幾次合併。”

天文學家普遍認為，恆星坍縮無法產生一個質量約在50到130倍太陽質量之間的黑洞。《衞報》指出，LIGO的科學家推測，發生合併的兩個黑洞本身就是黑洞合併的產物，這可以解釋它們的質量和旋轉速度。

LIGO在2015年首次探測到引力波，它被稱為“時空的漣漪”。此後，LIGO、意大利“處女座”引力波探測器和日本神岡引力波探測器形成LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作組織，這一合作幫助科學家累計探測到約300次黑洞合併。

在GW231123之前，科學家探測到的最大規模黑洞合併事件是2021年的GW190521，該事件產生了一個質量約為140倍太陽質量的黑洞。

LVK合作組織成員、美國加州理工學院研究員索菲·比尼（Sophie Bini）表示：“這次事件將我們的儀器和數據分析能力推向當前可能達到的極限。這是一個強有力的例子，説明我們可以從引力波天文學中學到多少東西——以及還有多少東西有待發現。”

不過，研究人員承認，要完全解析GW231123信號和LIGO探測到的其他信號還需要時間，LVK合作組織成員、英國伯明翰大學助理教授格雷戈里奧·卡魯洛（Gregorio Carullo）稱，完全解析這些複雜信號及其影響可能需要數年時間。研究團隊表示，他們正在改進分析方法和理論模型。

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