引力波显示黑洞在碰撞前更喜欢特定的质量
这些发现可能最终为独立测量宇宙膨胀铺平道路。
自2015年以来，在专门为寻找
【菜科解读】
艺术家对物质从一颗恒星剥离到另一颗恒星的印象，去除了它们的氢外壳 图片来源:uux.cn/ESO/M. Kornmesser/S. E. de Mink据美国太空网（基思·库珀）：根据对两个黑洞碰撞和合并时释放的引力波啁啾声频率的一项新研究，黑洞倾向于形成大约两个通用质量，相当于我们太阳质量的9倍和16倍。
这些发现可能最终为独立测量宇宙膨胀铺平道路。
自2015年以来，在专门为寻找时空中这些信息丰富的波纹而建造的站点上，探测器已经识别出90起引力波事件。
这包括一些实验室，如美国的激光干涉引力波天文台 LIGO，它的姐妹站，意大利的处女座和日本的神冈引力波探测器 KAGRA。
每次合并都会产生所谓的啁啾声，这是一种引力波爆炸，随着两个黑洞在碰撞和合并前彼此越来越靠近，频率迅速增加。
这种啁啾声的频率和振幅与已经合并的黑洞质量有关；它们的组合质量有时被称为啁啾质量当两个黑洞合并时，它们产生的引力波在地球上可以被‘听到’，德国海德堡理论研究所的天体物理学家、该研究的作者伊娃·拉普拉斯告诉Space.com。
通过收听这些啁啾声并对其进行分析，就有可能测量出遥远的合并黑洞的组合质量。
相关:宇宙在哼唱着引力波。
这就是为什么科学家们对这一发现如此兴奋恒星质量的黑洞是在大质量恒星死亡时形成的。
虽然在某些情况下，大质量恒星会爆炸成为超新星，并留下致密的中子星，但在其他情况下，不会发生爆炸。
相反，恒星的核心在重力作用下严重坍塌，形成黑洞，最终导致恒星的其余部分在其周围塌陷。
这些黑洞的质量决定了它们合并时发出的引力波啁啾声的频率，也与形成它们的恒星的质量有关。
因此，人们会认为宇宙中存在各种各样的恒星质量黑洞，反映了它们的前身恒星的各种质量，事实上大多数情况都是如此。
然而，天文学家很难找到更多与引力波事件有关的黑洞，这些黑洞的质量约为8-9个太阳质量和14个太阳质量，但出于某种原因，几乎没有质量介于两者之间的黑洞。
现在，拉普拉斯与天体物理学家Fabian Schneider和同样来自德国海德堡理论研究所的Phipp Podsiadlowski一起进行的新研究，解决了这种明显偏好合并黑洞以收敛于某些质量而不是其他质量的问题。
施耐德告诉Space.com:我们的研究表明，在9到16个太阳质量之间，黑洞质量总是有差距的。
大质量恒星内部发生了什么质量差的存在是由一颗大质量恒星在接近其寿命终点时内部发生的事情决定的。
年轻的恒星通过其固有的核聚变过程在其核心燃烧氢；在大质量恒星中，这一过程的主要版本被称为碳-氮-氧 CNO循环。
这指的是涉及氢和那些元素的一长串反应，最终产生氦并释放大量能量为恒星提供动力。
然而，一旦恒星的核心耗尽氢，其能量生产就会减弱。
没有足够的能量支撑恒星，地核在重力作用下开始收缩。
这使得地核的温度上升了数百万摄氏度，直到它的温度和密度足以开始燃烧氦并暂时停止收缩。
在这个阶段，恒星就像一个洋葱，有各种层次。
它的核心是燃烧的氦。
核心周围是一层未燃烧的氦，通常情况下，它周围是一层壳，仍在燃烧一些剩余的氢，产生更多的氦，沉入恒星核心。
这些额外的氦进一步增加了核心的质量和温度，加速了控制恒星演化的核反应。
最终，这将导致一颗超新星，通常要么是一颗中子星，要么是一个孤独的黑洞，这取决于恒星核心的致密性 对于具有130-250个太阳质量和相当原始的化学成分的恒星，它们有时会爆炸，并在所谓的双不稳定性超新星中彻底毁灭自己，什么也不会留下。
二元黑洞发射的引力波螺旋走向合并的插图 图片来源:uux.cn/LIGO/T .派尔相比之下，黑洞合并是大规模双星系统的产物。
在它们仍然作为恒星存在的时候，这两个亲密的伙伴能够互相窃取物质，剥去彼此燃烧氢的外壳。
没有这层壳，恒星的核心就不会获得额外的氦，从而改变恒星的进化轨迹。
失去氢壳的恒星核心内部的条件是热中微子——自发形成的微小幽灵般的粒子——逃离恒星，带走了部分核心热能。
这降低了核心的温度，减缓了核反应。
结果是能量生产的减少，这使得地核在重力作用下进一步收缩。
这导致了一个非常致密的核心，当恒星耗尽所有核燃料并死亡时，它会坍缩形成一个黑洞。
在双星系统中，这可能导致两个黑洞最终随着引力波的啁啾声合并。
施耐德说:由于中微子丢失、核燃烧和核心收缩之间的复杂相互作用，我们发现特定核心质量的恒星更容易坍缩成黑洞，而不是作为超新星爆炸并留下中子星。
根据Schneider，Laplace和Podsiadlowski的计算，这种相互作用导致了常见的黑洞质量。
在他们的模型中，黑洞质量倾向于收敛于两个值，分别是我们太阳质量的9倍和16倍。
这些值非常接近引力波数据中观察到的峰值，大约是8到14个太阳质量，所以它们不完全匹配，但仍在观察不确定性范围内。
#p#分页标题#e#测量宇宙的膨胀某些质量的黑洞的存在不仅告诉我们关于大质量恒星的物理学，而且也给天文学家提供了另一种测量宇宙膨胀率的方法，即哈勃常数。
这在最近几年受到了关注，因为不同的方法给出了相互矛盾的哈勃常数值。
引力波啁啾的频率主要取决于所涉及的黑洞的总质量，但其中一部分也与它们的红移有关，红移告诉我们它们的距离，因为它们越远，宇宙的膨胀就越使它们向更长的波长移动。
到目前为止，还不可能将黑洞质量从啁啾的红移中分离出来。
然而，知道大部分黑洞具有这些普遍质量给了科学家一个优势。
施耐德说:然后，我们可以采用统计方法将质量从红移中分离出来。
这项技术将需要比我们目前拥有的更多的引力波事件样本，但原则上，它将提供一种从红移中测量哈勃常数的方法，这种方法独立于涉及标准烛光的方法，如Ia型超新星。
一个更大的引力波事件样本可能即将到来。
一个新的涉及LIGO、室女座和KAGRA的为期20个月的观测活动最近已经开始，目的是发现另外300个事件。
我们很快就会知道，新的结果是否增强了宇宙质量分布的峰值，以及它们之间的差距。
这些发现发表在天体物理学杂志《快报》上。
科学家给出了两种猜测，第一就是宇宙中可能存在一些喜欢四处游走的恒星。
假如把规模放大到整个世界，那么提起质量大，咱们都会想到黑洞。
目前为止，人们发现的质量最大的黑洞，质量足足是太阳质量的八亿倍。
当然，这仅仅最大的，其它的黑洞质量并没有这么惊骇。
榜首名和第二名差了一个世纪这样的工作，不止会在你的分数榜上，也会出在黑洞质量的比照中。
咱们观测到的一般的黑洞的质量都不会超过几十倍太阳质量。
但饶是这样的质量，也足以捕捉其它天体了。
人类假如误入了黑洞，必定会被吞噬。
看样子，菜叶说说，假如遭遇黑洞，没有天体能够摆脱被拖入内部的命运。
可是工作总有例外。
近日，科学家们发现了一颗奇特的小恒星。
说它奇特，是因为它处在一处700倍太阳质量的黑洞的邻近，却并没有被黑洞吞噬。
反而彻底无视黑洞的存在，我行我素地在世界中发出着自己的亮光，非常惹眼。
那么，为什么黑洞邻近会有小恒星的存在呢？ 科学家给出了两种猜想，榜首便是世界中可能存在一些喜爱四处游走的恒星，这些恒星自身温度就很高，随之后边遇到黑洞的时候，会因为发出紫外线辐射，而导致恒星周围的气体云团发生坍缩，终究构成一颗小恒星。
第二种可能性便是黑洞的邻近会有一些密度较大的分子云，这些分子云并不是彻底停止的，它们之间的磕碰和揉捏会使得它们终究集合在一起，在密度满足后就会慢慢变成恒星。
当然，这些仅仅对这颗小恒星来历的猜想。
而现实到底是怎么一回事，还有待后续研讨。
一起，在这颗小恒星的身上，还有许多未解之谜等候咱们探究，比方为什么它能够不被吞噬，它又有什么物理特征等等。
可是不论怎么样，这颗小恒星的呈现，都将为人类研讨如何摆脱黑洞的招引提供了条件。
相信在不就的将来，人类能够不用再害怕黑洞可怕的招引力了。
外星人的联络请求？地球连续35年收到神奇规律性信号，到底是什么
研究人员发现，至少从1988年起，一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。
然而，研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么，因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。
而目前我们所观测到的这种脉冲信号，统称为：快速射电暴。
快速射电暴从1987年开始，地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲，这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts，FRB。
快速射电暴持续时间极短，通常只有几毫秒，但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。
快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚，有多种可能的理论模型来解释它们，如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。
快速射电暴有两种类型：单次爆发和重复爆发。
单次爆发只出现一次，而重复爆发则在同一位置多次出现。
目前已经探测到的快速射电暴中，大部分是单次爆发，只有不到10例是重复爆发。
重复爆发的快速射电暴中，有一例特别引人注目，这个射电源被命名为GPM J1839−10，它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。
GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟，期间有一个400秒的窗口，爆发会持续30到300秒。
GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹，相当于太阳在射电波段的亮度。
GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年，至今已经持续了30多年，是目前已知最长寿命的射电瞬变源。
三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系？高能物理现象相似之处在于，它们都是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，来自河外或宇宙学起源。
快速射电暴是一种高能天体物理现象，呈现瞬态电波脉冲，仅维持数毫秒的爆发。
快速射电暴的特征主要包括以下几个方面：持续时间：快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间，最短的只有0.3毫秒，最长的也不超过30毫秒。
色散量：快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟，它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。
快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间，远远超过银河系星际介质的贡献，表明它们是河外或宇宙学起源。
亮度：快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度，它反映了其释放能量的大小。
快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间，是目前已知最亮的射电天体现象之一。
偏振：快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性，它反映了其辐射机制和传播环境。
快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振，其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢，圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。
快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振，有些则没有明显的偏振。
频谱：快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布，它反映了其辐射范围和特征。
快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种，其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律，结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。
快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱，有些则没有明确的频谱形状。
单次爆发和重复爆发单次爆发：单次爆发是指只出现一次，没有重复观测到的快速射电暴。
单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生，如中子星合并、黑洞碰撞等。
单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。
重复爆发：重复爆发是指在同一位置多次出现，有重复观测到的快速射电暴。
重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本，它们可能是由可重复或可逆转的事件产生，如磁星爆发、脉冲星风暴等。
重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。
外星人的信号？从科学的角度来看，规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生，而不是由智能生命设计 。
一方面，规律性射电暴的周期性并不完全稳定，而是存在一定的变化和不确定性 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更精确和固定的时间模式。
另一方面，规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则，而是存在一定的结构和变化 。
如果它们是由外星人发送的信号，那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。
此外，规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。
FRB 121102位于一个矮星系内，该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。
FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内，该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。
这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射，对智能生命的生存和通信都不利。
本文总结因此，规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生，而不是由外星人发送的信号。
一种可能的解释是，规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星，即磁星 。
磁星会不定期地发生强烈的磁场重构，导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变，从而产生快速射电暴 。
磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度，从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。
虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号，但是毫无疑问的是，宇宙的浩瀚，存在着无数的文明和星球，只不过目前人类还没有发现为止，我们更加研发更加先进的技术，去寻找外星文明，而不是让他们发现地球的存在。
#所见所得，都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#
