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天文异象!新研究表明宇宙可能密度很大,有超大质量黑洞!

所属栏目: 探索宇宙资讯    发布时间: 2018-04-15   文章来源:世界之最

在星系的边界区域可能会发生一些奇怪而奇妙的事情:一对黑洞不断地合并,产生惊人的能量,而不是单个恒星自身产生的能量。

这是科学家们研究密集星系团的想法——成千上万甚至上百万的恒星紧密聚集在一起。

随着这些恒星天体如此接近,一旦两个轨道黑洞合并,由此产生的超大质量黑洞就能找到一个新的合作伙伴,重复这个过程——这就是一个国际天文学家团队正在研究的假设。

麻省理工学院的天体物理学家卡尔·罗德里格斯说:“我们认为这些星团由数百到数千个黑洞组成,这些黑洞在中心迅速下沉。”

“这些星团实际上是黑洞双星的工厂,在那里你有那么多的黑洞,在一个小的空间区域中,两个黑洞可以合并,产生一个更大的黑洞。”

“那么,那个新的黑洞可以找到另一个同伴,然后再合并。”

这是罗德里格斯和他的同事在纽约西北大学(Northwestern University)的“探索超级计算机”(Quest超级计算机)上展示的一种基于高级数学模型的研究成果。

计算机通过24种不同的模拟,覆盖了20万到200万颗恒星的大小,并运行了120亿年。这是大量的数字运算,但它表明“第二代合并”确实会发生。

计算中的特殊成分是超越牛顿的引力理论——它在绝大多数情况下都是如此——考虑两个黑洞的相互作用非常紧密,就像这些密集排列的恒星团的情况一样。

通过增加爱因斯坦的广义相对论,引力波和所有的理论,研究人员发现黑洞可以合并在一起,而不是被赶出星团(就像牛顿的经典定律那样)。

一个二进制黑洞(橙色)和一个单一的黑洞(蓝色)合并产生一个新的黑洞(红色)。

为了获得更多的证据,研究小组将需要LIGO的重力波探测器的帮助。

LIGO已经证明了恒星双星黑洞的存在,两颗即将死亡的恒星加入了一场大规模的合并,产生了一波引力波。

如果合并能够继续产生更多的合并,那么LIGO也应该能够发现这一点。

“如果我们等待的时间足够长,那么最终LIGO将会看到一些只能来自这些星团的东西,因为它比你从一颗恒星得到的任何东西都要大,”Rodriguez说。

研究人员一直在研究这些聚集的球状星团——我们自己的银河系大约有200个星系。

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