两个黑洞形成,在星坍塌后融合在一起

[观看视频:超大质量的星形折叠,形成两个黑洞] 4月花为redOrbitcom - 你的宇宙在线黑洞是太空中的大型物体,它们具有如此强大的引力,即使光线也不能逃脱它们这些物体,在中心旋转星系也有多种尺寸在光谱的小端是恒星质量的黑洞,它们是在恒星死亡时形成的

最大的一端是超大质量黑洞这些庞然大物的质量高达10亿倍

我们的太阳数十亿年的小黑洞,可以通过从周围环境中获取质量并与其他黑洞融合,慢慢地成长为超大质量的物种

这是一个缓慢的过程,然而,这并不能解释超大质量黑洞的问题存在于早期宇宙中,因为那些黑洞将在大爆炸后不到10亿年形成加州理工学院(CalTech)的一项新研究提供可能有助于测试解决这一问题的模型的研究结果发表在最近一期的“物理评论快报”上

超大质量黑洞生长的一些理论模型表明存在“种子”黑洞这些种子黑洞,由非常早期恒星的死亡,通过拾取周围的材料来获得质量并增加尺寸 - 这个过程称为吸积 - 或者通过与其他黑洞合并“但在以前的模型中,根本没有足够的时间用于任何黑洞宇宙诞生后不久就达到超大规模,“美国宇航局爱因斯坦加州理工学院天体物理学博士后研究员克里斯蒂安赖斯维格说,研究的主要作者”年轻宇宙中黑洞向超大质量尺度的增长似乎是唯一可能的如果崩溃物体的“种子”质量已经足够大,“他说,Reisswig与Christian Ott合作,他是助理教授理论天体物理学,研究年轻超大质量黑洞的起源他们和他们的团队转向了一个涉及超大质量恒星的模型科学家认为这些巨大的,相当奇异的恒星只存在于早期宇宙超大质量恒星中,与普通恒星不同,在大多数情况下,它们受到自身光子辐射的稳定作用,光子辐射是由于恒星内部温度非常高而产生的光子的向外通量,它将气体从恒星向外推动,与吸引气体的重力相反当两个力相等时,实现称为流体静力平衡的平衡

超大质量恒星在其寿命期间由于通过光子辐射发射的能量损失而缓慢冷却在此冷却期间,恒星变得更紧凑,并且其中心密度缓慢增加 - 持续数百万年的过程在某些时候,恒星达到了足够的紧凑性重力不稳定以及恒星开始坍缩重力以前的研究预测,当超大质量恒星坍缩时,它们会保持球形

由于快速旋转成称为轴对称构型的形状,这种形状可能变得扁平化

目前的研究结合了以下事实:非常快速旋转的恒星容易受到微小的扰动团队预测这些扰动可能导致恒星在坍缩过程中偏离非轴对称形状微小的扰动会迅速增加,导致坍缩恒星内的气体最终聚集并形成高密度片段碎片会变得越来越密集,因为它们在坍塌期间拾取围绕恒星中心旋转的物质

这也会增加碎片的温度

根据Reisswig的说法,“一个有趣的效果开始”当碎片达到足够高的温度时,那里会有足够的能量使电子及其反粒子或正电子与所谓的电子 - 正电子对相匹配这些对的产生会导致压力损失,进一步加速坍塌

两个轨道碎片最终会变得如此密集,结果,在每个丛中都会形成一个黑洞这些黑洞可能会在合并成一个大黑洞之前互相旋转“这是一个新的发现,”Reisswig说 “没有人曾预测过一颗坍塌的恒星会产生一对黑洞然后合并”使用超级计算机,该团队模拟了一颗处于崩溃边缘的超大质量恒星

他们创建了一个视频来显示这种崩溃,结合了数百万个代表数字的点关于密度,重力场和构成坍缩恒星的气体的其他性质的数据本研究纯粹是理论性的,仅涉及计算机模拟而非经验数据

然而,在实践中,Reisswig说黑洞对的形成和合并可以引起巨大强大的引力辐射 - 空间和时间结构中的涟漪,以光速行进 - 在我们的宇宙边缘可能是可见的阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论中首次预测了这种引力辐射今天地面观测台,如激光干涉仪引力波观测台(LIGO)关于辐射迹象的报道Reisswig表示,未来的星载引力波观测站将有必要探测能够证实这些近期发现的引力波的类型

根据Ott的说法,这项研究的结果对宇宙学具有重要意义

引力波信号及其潜在的探测将为研究人员提供关于在非常年轻的宇宙中第一个超大质量黑洞的形成过程的信息,并且可能解决一些 - 并提出关于我们宇宙历史的新的重要问题,“他说

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