當前位置： 當前位置：首頁 > 綜合 > 天文學家發現望遠鏡數據中缺乏大質量黑洞的原因正文

天文學家發現望遠鏡數據中缺乏大質量黑洞的原因
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：人類在地球上和太空中目前持有的天文望遠鏡從來沒有探測到一個質量超過太陽20倍的黑洞。盡管如此，發現我們現在知道了它們的望遠存在，因為最近有幾十個這樣的鏡數據中黑洞通過引力波輻射被"聽到"合并。由Peter Jonker（SRON/Radboud大學）領導的缺乏一個天文學家小組現在發現，這些看似不同的大質洞結果可以用傳統望遠鏡觀測中對大質量黑洞的偏見來解釋。
2015年，量黑LIGO設施首次探測到引力波。原因它們是天文由兩個質量為太陽幾十倍的大質量黑洞在合并過程中發出的。這一發現震撼了宇宙，發現也震撼了天文界，望遠因為很少有天文學家預測到如此巨大的鏡數據中黑洞會存在，更不用說它們會合并了。缺乏在引力波探測之前，大質洞我們的量黑傳統望遠鏡已經在大約20個案例中發現了恒星質量黑洞存在的證據。然而，從來沒有發現過像現在通過合并過程中發出的引力波輻射觀察到的那樣大的黑洞。到現在為止，大約有50個這樣的合并黑洞對被探測到，包括歐洲的Virgo探測器在大多數情況下也是涉及大質量黑洞。傳統意義上的天文望遠鏡仍然沒有發現這種黑洞。
這種差異可以部分解釋為引力波探測器探測到的宇宙體積更大。LIGO-Virgo可以更容易地發現這種質量更大的黑洞，因為它們的波相對于來自較輕的黑洞的波更強，這意味著這些黑洞可能是罕見的，但聲音很大的事件。但是使用望遠鏡對這種黑洞的探測為零？黑洞，或者至少是它們的近距離環境，在它們慢慢吞噬一顆伴星時亮起。通過對這顆無助的恒星的軌道運動的測量，可以確定黑洞的質量。
使用基于電磁輻射（EM）的測量只發現了質量小于約20個太陽質量的恒星黑洞（紫色圓圈）。這些黑洞都有一顆伴星，它正在向黑洞損失質量。這個氣體流揭示了黑洞的存在，對伴星運動的詳細研究使得黑洞的質量可以被測量。
自2015年以來，LIGO/Virgo對兩個黑洞合并時發出的引力波輻射的測量，使得幾十個黑洞的質量被測量出來（藍色圓圈）。這些黑洞通常比通過電磁輻射發現的黑洞質量更大。我們現在知道，缺乏通過電磁技術研究的大質量黑洞，可能是由于對尋找和研究大質量黑洞的偏見造成的。而LIGO/Virgo的測量結果有利于檢測大質量黑洞，因為與合并的低質量黑洞的信號相比，它們合并的信號更“響亮”，因此可以從宇宙中更遠的系統中檢測到。盡管如此，LIGO/Virgo也在探測低質量的合并黑洞。在不久的將來，JWST望遠鏡將能夠消除電磁偏差。由于它的敏感性，天文學家將能夠測量位于被認為是最大質量黑洞所在的地方的黑洞候選系統的質量。
由Peter Jonker（Radboud大學/SRON）領導的一個天文學家小組意識到，天文望遠鏡的觀測對探測大質量黑洞是有偏見的。原則上說，如果這種大質量黑洞從一顆伴星上吃下質量，就可以被觀測到。然而，這些觀測的情況在實踐中太過困難，解釋了為什么缺乏通過望遠鏡觀測探測到大質量黑洞的情況。最大的黑洞是通過內爆大質量恒星形成的，而不是爆炸大質量恒星（"超新星"）。通過內爆形成的這些大質量黑洞在其前身（大質量恒星）誕生的地方保持原狀，即銀河系的平面。然而，這意味著它們仍然被塵埃和氣體所籠罩。它們較輕的黑洞姐妹和兄弟，通過超新星爆炸從大質量恒星中誕生，經歷了一個將它們彈出銀河系平面的過程，使它們更容易被我們測量質量的望遠鏡觀察到。
正如Jonker及其同事所意識到的那樣，加劇這種偏見的是，大質量黑洞的任何伴星必須在相對較大的距離上運行，這使得伴星在可觀察到的被吞噬的情況更加罕見。這樣的事件是泄露黑洞的存在和位置的原因。因此，更大質量的黑洞將更少地泄露它們的位置。
即將于12月18日發射的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）將使天文學家們能夠測試這些想法。JWST將首次允許測量銀河系平面上的幾個候選黑洞系統的質量。JWST將對紅外光敏感，而這種光受塵埃和氣體的影響比地面望遠鏡通常使用的光學光要小得多。此外，JWST的大尺寸，以及它在太空中的有利位置，使得JWST能夠在銀河系平面的數百萬顆恒星中挑選出合適的恒星進行研究。最后，由于處于地球大氣層之上，JWST不會受到大氣層發出的紅外光的阻礙。