引力波事件中的最重黑洞可能存在嗎?

2019年5月由美國LIGO與歐洲Virgo引力波干涉儀所探測到的引力波事件GW190521,是迄今爲止發現的最重黑洞產生的合併事件。GW190521由兩個分別爲85倍以及66倍太陽質量重的黑洞撞擊合併,最終形成一顆142倍太陽質量重的超大黑洞,這已經是中等質量黑洞的範圍了(100至1,000,000倍太陽質量)。

GW190521在合併前的兩個黑洞也令科學家相當有興趣,因爲這兩顆黑洞的質量大到無法從恆星演化的理論中產生。如果恆星質量在130個太陽質量以上,可能演化成不穩定的超新星,恆星連同它的緻密核心會被失控的熱核爆炸完全摧毀。因此科學家一般認爲恆星演化不會產生質量65至120倍太陽質量之間的黑洞。

最近有研究團隊針對GW190521不正常的黑洞質量數值重新進行分析。根據團隊將引力波信號和可能與合併相關的電磁耀斑比對,認爲有更好的模型可以匹配GW190521的觀測數據。

研究團隊認爲GW190521兩顆合併的黑洞質量應該分別爲16倍及170倍太陽質量。這個解釋解決了不尋常的黑洞質量大小問題,而且根據團隊所提出的結果,這還是第一個探測到由中等質量黑洞合併所產生的引力波!

LIGO與Virgo三個站點的觀測數據與模型比較。黑線爲觀測資料,藍線爲原先的模型,橘線爲此研究團隊提出的新模型。