中等质量黑洞发现未解之谜

分析显示，合并后的黑洞质量约为太阳的142倍，而其“父母”黑洞的质量分别为太阳的66倍和85倍。

这一发现被认定为首个对中等质量黑洞的直接探测，填补了恒星质量黑洞（约100倍太阳质量）与超大质量黑洞（百万至十亿倍太阳质量）之间的质量空白。

高质量间隙黑洞的突破性意义此次发现的85倍太阳质量黑洞具有特殊意义。

根据现有恒星演化模型，质量超过65倍太阳的黑洞无法通过单颗恒星坍缩形成，因其超新星爆发会完全摧毁恒星核心，无法留下坍缩为黑洞的物质。

该黑洞的发现首次明确了“高质量间隙”（恒星质量黑洞与中等质量黑洞之间）的存在，挑战了传统理论，并为研究黑洞形成机制提供了新方向。

引力波探测技术的关键作用传统黑洞探测依赖间接方法（如观测黑洞吞噬物质时释放的辐射），而引力波探测技术（如LIGO）通过捕捉双黑洞合并产生的时空涟漪，实现了对黑洞的直接观测。

GW190521的信号虽仅持续十分之一秒，但科学家通过分析其特征（如频率、振幅），结合爱因斯坦广义相对论，确认了中等质量黑洞的诞生。

这一技术突破为黑洞研究开辟了新途径。

科学界的争议与未解问题尽管证据确凿，但科学家对GW190521的性质仍存在争议。

部分学者认为，该事件可能代表了一种全新的双黑洞类型，而另一部分则认为其可能是已知高质量黑洞的特殊案例。

此外，中等质量黑洞的数量稀少性（全宇宙仅探测到少数案例）及其形成机制（如是否通过多次合并或未知过程产生）仍是未解之谜。

这些争议推动了后续研究，例如通过更大规模的引力波探测网络（如LISA）进一步验证结果。

对超大质量黑洞形成之谜的启示中等质量黑洞的发现为解锁超大质量黑洞的形成提供了关键线索。

目前主流理论认为，超大质量黑洞可能由中等质量黑洞通过持续吸积物质或多次合并逐步增长形成。

GW190521的案例支持了这一假设，即中等质量黑洞可作为超大质量黑洞的“种子”，在宇宙早期环境中通过复杂过程演化而来。

引力波天文学的黎明时代科学家普遍认为，当前引力波天文学仍处于初级阶段，但GW190521的发现标志着该领域的重大突破。

正如西北大学天文学家蔡斯·金博所言：“我们正处在引力波天文学的黎明时代，这一发现不仅回答了现有问题，更提出了大量新问题。

”未来，随着探测技术的升级（如第三代引力波探测器）和国际合作（如LIGO-Virgo-KAGRA网络），人类对黑洞的认知将进一步深化。

总结：中等质量黑洞的发现已通过引力波探测得到直接证实，其存在为黑洞质量分布、形成机制及超大质量黑洞演化等核心问题提供了关键证据。

尽管部分细节仍存争议，但这一发现无疑推动了天文学前沿研究，标志着人类对宇宙奥秘的探索迈出了重要一步。

作为太阳系中最大的行星，木星究竟有多大？

与地球相比，它是地球直径的11.2倍。

但它却只有太阳直径的10%。

木星的体积为1.4312810^15 立方千米，足以容纳1321个地球大小的行星，并且还有许多剩余空间。

图解：木星是太阳系中最大的行星 木星的表面积为6.217961010 平方千米，比地球多122倍。

最后木星的质量为1.89861027千克， 足足相当于318个地球。

实际上，木星比太阳系中其他所有行星加起来的质量还要大2.5倍，不过，太阳是占了太阳系质量的99.9％。

毫无疑问木星很大，但是也不用担心木星会变成恒星，它还需要外加80倍的自身质量才能够点燃发生核聚变。

最近我们写了几篇关于木星的文章，这一篇是关于在木星上出现了撞击的文章，一篇是关于木星如何在太阳系中保护我们的。

图解：地球的守卫者——木星 如果您想了解更多有关木星的信息，可以查阅哈勃网站关于木星的新闻稿，这是美国宇航局太阳系探索指南里面关于木星信息的链接。

我们还录制了一整集有关木星的《天文演员》。

这是第56集：木星。

图解 : 哈伯太空望远镜的WFC3相机于2014年所拍摄到木星的真实色彩影像，可清楚看见木星南半球的大红斑 木星的质量是太阳系其他所有行星相加起来的2.5倍。

因为它是如此之大，以至于太阳系的重心坐落于太阳表面上方，从太阳中心起在太阳半径的1.068倍处。

木星比地球大得多，但密度却比地球小得多，它的体积大约相当于1,321个地球那么大，但质量只有地球的318倍。

木星的半径大约是太阳半径的1/10，质量是太阳的1/1000，所以两者的密度相近。

我们通常使用“木星质量”（MJ或MJup）为单位来描述其他物体的质量，尤其是太阳系外行星和褐矮星。

因此如系外行星HD 209458b的质量为0.69 MJ，而仙女座kb的质量为12.8 MJ。

图解：木星的大小比太阳小一个数量级（0.10045），但仍比地球大一个数量级（10.9733），大红斑大约有二到三个地球大（数量级相同） 理论模型表明，如果木星的质量比现在大得多，那么它的体积将会缩小。

对于较小的质量变化，木星半径不会发生明显改变，在大约500M⊕地球质量（1.6木星质量）以上才会有较大变化，在质量增大的情况下，木星内部受压，其体积将会缩小 。

因此，木星现时的直径被认为是与其的构成和演化史所能达到的最大值。

而随着质量的增加，收缩的过程将一直持续下去，直到质量能达到形成明显的恒星并能使其点燃为止，大概是50个木星质量的高质量褐矮星。

图解：木星在不断向外辐射热量 尽管木星需要大约75倍的质量才能融合氢并成为恒星，但最小的红矮星的半径仅比木星大30％。

尽管如此，木星散发的热量比它从太阳吸收的多。

它内部产生的热量接近它所接收的总太阳辐射。

这些额外的热量由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生。

这个过程导致木星每年收缩将近2厘米。

木星刚形成时温度比现在更高，直径大约是当前的两倍。

相关知识延伸阅读 木星是太阳系从太阳向外的第五颗行星，并且是最大的行星。

古代的天文学家就已经知道这颗行星，罗马人以他们的神称这颗行星为朱庇特。

古代中国则称木星为岁星，取其绕行天球一周为12年，与地支相同之故。

到西汉时期，《史记‧天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现岁星呈青色，与“五行”学说联系在一起，正式把它命名为木星。

参考资料 1.维基百科全书 2.天文学名词 3. LeungManKit- universetoday 如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处