有多少的恆星最後會形成黑洞


自從2015年美國激光干涉重力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,簡稱 LIGO)運作以來,科學家已經找到了十幾對雙生黑洞,它們高速互相繞行,同時釋放出重力波降低系統的重力位能,最後兩顆黑洞猛烈地撞上,合併成一顆黑洞。理論上這樣的事件不容易發生,因為不是每一顆恆星最後都會形成黑洞,即便一個雙星系統兩兩走上黑暗之路都變成了黑洞,由於重力輻射的功率之低,許多雙生黑洞得花上超過宇宙壽命以上的時間才有可能合併,釋放出可觀的重力波讓我們觀測到。

美國范德比大學(Vanderbilt University)的天體物理學家卡蘭·賈尼(Karan Jani)與合作者進行一研究,提供方法計算整個宇宙歷史中可能發生雙生黑洞合併事件的恆星數量,研究團隊利用愛因斯坦的廣義相對論預測黑洞在強重力場下的作用,與激光干涉重力波天文台每一次的黑洞合併事件的觀測數據,建立黑洞合併的空間與時間點座標,然後加入一些條件,包含整個宇宙歷史形成的恆星數量,恆星形成黑洞的過程,它們會在哪個時間點發生合併,重力波又在何時抵達地球。

卡蘭·賈尼表示,研究結果為整個宇宙歷史中有足夠質量形成黑洞的恆星,有14%可能發生激光干涉重力波天文台所觀測的典型黑洞合併事件,機率出乎意料地高。這個結果也讓重力波觀測的前景是更加樂觀。

【圖:激光干涉重力波天文台;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報快報》

發表評論