天文学家:“银河系拥有 1 亿个黑洞，每个都有30个太阳那么大”

根据发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上的一篇论文，天文学家利用LIGO （激光干涉引力波天文台）发现了相当于30 个太阳质量的黑洞合并事件，这也让天文学家开始质疑如此巨大的黑洞以及它们的合并频率有多普遍。

加州大学欧文分校的天文学家在 UCI 主席和物理学与天文学教授James Bullock 的带领下进行了这项研究。

这项研究的重点是对宇宙进行恒星残余黑洞的计算和分类，而根据研究结果表示银河系中极有可能存在数千万个黑洞。这是一个远高于此前预期的数字。

詹姆斯·布洛克 (James Bullock) 也是发表在《皇家天文学会月刊》上的研究论文的合著者，他对这一发现发表了以下看法：

“我们认为我们已经证明，我们的银河系中有多达 1 亿个黑洞。 ”

布洛克还说过，科学家们普遍认为大多数恒星残余黑洞的质量大约与我们的太阳相当。拥有如此巨大的黑洞在灾难性碰撞中合并的直接证据让一些天文学家感到震惊。

UCI 的工作是对 LIGO 发现的特殊性进行理论研究。这项由博士候选人奥利弗·埃尔伯特领导的研究试图利用目前对星系形成的了解来解释引力波探测，并构建一个框架来理解未来发生的此类事件。

埃尔伯特还得出结论，根据对不同类型星系中恒星形成的了解，可以推断出每个星系中黑洞形成的时间和数量。毕竟，大星系是较老恒星的家园，因此也是较老黑洞的家园。

此外，根据 UCI 物理学和天文学教授、这篇报道中强调的论文的合著者 Manoj Kaplinghat 的说法，每个星系给定质量的黑洞数量将取决于它的大小。这是因为较大的星系有大量富含金属的恒星，而较小的矮星系则以金属丰度较低的大恒星为主。

黑洞的质量也各不相同。不同大小的恒星质量不同，当它们变成黑洞的时候，质量也会不同。黑洞质量变化的另一个原因是恒星在其生命周期中脱落的质量和金属丰度——金属丰度较低的恒星随着时间的推移会脱落较少，因此形成更大的黑洞。相反的情况适用于具有高金属度的那些。

詹姆斯·布洛克 (James Bullock) 进一步做出了贡献，他说：

“我们对宇宙中恒星的总数及其诞生时的质量分布有了很好的了解，因此我们可以判断出 100 个太阳质量的黑洞与10 个太阳质量，”布洛克说。“我们能够计算出应该存在多少个大黑洞，最终以数百万计——比我预期的要多得多。”

UCI 的研究人员试图确定黑洞成对出现的频率，尤其是它们的合并以及这一过程所需的时间。他们还想知道 LIGO 探测到的 30 个太阳质量的黑洞是在数十亿年前形成并花费了大量时间，还是在最近 1 亿年内诞生并在不久后合并。这项研究揭示了后续现象。

卡普林哈特 (Kaplinghat) 对这项研究发表了以下看法：“我们表明，只有 0.1% 到 1% 的黑洞形成必须合并才能解释 LIGO 所见。当然，黑洞必须靠得足够近才能在合理的时间内合并，这是一个悬而未决的问题。

首席研究员埃尔伯特报告说，他预计大量的引力波探测将帮助天文学家辨别黑洞在大多数时间是否在巨型星系中发生碰撞。他说，这样的发现将揭示促使它们结合的物理学的一个重要元素。Kaplinghat 还在讨论中做出了以下贡献，他说这个发现相对而言非常接近，并且：

“如果目前关于恒星演化的想法是正确的，那么我们的计算表明即使是 50 个太阳质量的黑洞也会合并几年后被发现。”

参考:

《皇家天文学会月刊》

@所见所得，都很科学