“有记录以来规模最大”，科学家探测到大质量黑洞合并事件

【文/观察者网 陈思佳】据英国《卫报》7月14日报道，科学家探测到有记录以来规模最大的黑洞合并事件，位于100亿光年以外的两个黑洞合并形成了一个质量约为225倍太阳质量的黑洞。相关研究论文已于7月14日发表在预印本网站arXiv上。

美国激光干涉引力波天文台（LIGO）于2023年11月23日捕捉到这次黑洞合并事件，位于华盛顿州和路易斯安那州的两个探测器探测到黑洞合并产生的引力波特征。对信号的分析显示，发生碰撞的两个黑洞质量分别为太阳的103倍和137倍。

该信号被命名为GW231123，科学家表示，这是迄今为止观测到的最大规模黑洞合并事件，在距离地球100亿光年处形成了一个质量为225倍太阳质量的黑洞。

LIGO两个探测器检测到的引力波特征

研究团队成员、英国卡迪夫大学教授马克·汉南（Mark Hannam）表示：“这是我们在宇宙中能观察到的最激烈的事件，但当信号到达地球时，它们是我们能测量到的最微弱的现象。当这些涟漪抵达地球，它们已经变得很小了。”

汉南指出，发生合并的两个黑洞的旋转速度非常快，已经接近天体的理论极限。他补充说：“这些黑洞的质量很大，不可能直接由老化的恒星坍缩形成。因此我们有充分的理由相信，它们是过去较小黑洞合并的产物，可能已经连续进行了几次合并。”

天文学家普遍认为，恒星坍缩无法产生一个质量约在50到130倍太阳质量之间的黑洞。《卫报》指出，LIGO的科学家推测，发生合并的两个黑洞本身就是黑洞合并的产物，这可以解释它们的质量和旋转速度。

LIGO在2015年首次探测到引力波，它被称为“时空的涟漪”。此后，LIGO、意大利“处女座”引力波探测器和日本神冈引力波探测器形成LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作组织，这一合作帮助科学家累计探测到约300次黑洞合并。

在GW231123之前，科学家探测到的最大规模黑洞合并事件是2021年的GW190521，该事件产生了一个质量约为140倍太阳质量的黑洞。

LVK合作组织成员、美国加州理工学院研究员索菲·比尼（Sophie Bini）表示：“这次事件将我们的仪器和数据分析能力推向当前可能达到的极限。这是一个强有力的例子，说明我们可以从引力波天文学中学到多少东西——以及还有多少东西有待发现。”

不过，研究人员承认，要完全解析GW231123信号和LIGO探测到的其他信号还需要时间，LVK合作组织成员、英国伯明翰大学助理教授格雷戈里奥·卡鲁洛（Gregorio Carullo）称，完全解析这些复杂信号及其影响可能需要数年时间。研究团队表示，他们正在改进分析方法和理论模型。

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