重力波事件中的最重黑洞可能存在嗎

2019年5月由美國激光干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，簡稱LIGO）與歐洲室女座重力波干涉儀（Virgo interferometer）所探測到的重力波事件GW190521，是迄今為止發現的最重黑洞產生的合併事件。GW190521由兩個分別為八十五倍以及六十六倍太陽質量重的黑洞撞擊合併，最終形成一顆一百四十二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（一百至一百萬倍太陽質量）。

GW190521在合併前的兩個黑洞也令科學家相當有興趣，因為這兩顆黑洞的質量大到無法從恆星演化的理論中產生。如果恆星質量在一百三十個太陽質量以上，可能演化成不穩定對超新星，恆星連同它的緻密核心會被失控的熱核爆炸完全摧毀。因此科學家一般認為恆星演化不會產生質量六十五至一百二十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。根據團隊將重力波信號和可能與合併相關的電磁耀斑比對，認為有更好的模型可以匹配GW190521的觀測數據。

研究團隊認為GW190521兩顆合併的黑洞質量應該分別為十六倍及一百七十倍太陽質量。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重力波！

【圖：馬克斯·普朗克重力物理研究所；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年1月15日已出版的《天體物理學快報》

GW = Gravitational Wave = 重力波星表