研究發現原生黑洞不是宇宙暗物質的形成原因

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去年,科學家探測到由兩個黑洞合並而發出的引力波,每個黑洞的質量比太陽大30倍。由於一個關於暗物質的理論表明,暗物質可能是以原生黑洞的形式出現,質量在太陽的10到1000倍之間。所以許多人推測,這項新發現可能是支持這一理論的新證據。

然而,現在一項研究揭示,關於這種黑洞是暗物質的說法“根本不是可能的”。 相反,激光干涉引力波天文台(LIGO)觀測到引力波的兩個黑洞,可能是由恒星坍縮形成的。

原生黑洞形成於宇宙的最早期,與那些由於恒星坍縮而形成的的黑洞不同,原生黑洞的質量範圍很大,分布很廣。這些黑洞可以在銀河系的銀暈中找到,如果有很多原生黑洞存在於這些位置,那它們會對遙遠類星體朝向我們發出的光產生干擾,導致其視亮度增加——這被稱為微引力透鏡效應。這種效應的增強與黑洞的質量有關,因此,如果這些黑洞分布很廣的話,將增加探測到它們的概率。

在這項新研究中,來自加拿大天文學研究所(IAC)的研究人員檢測了類星體的微引力透鏡效應,以此來估計中等質量的原生黑洞數量。然而,這項研究顯示,諸如太陽等常規的恒星也可以造成這種效應。

研究人員使用計算機模擬來比較24個遙遠類星體的亮度增加,同時觀測可見光和X射線。不出所料,科學家發現質量在太陽的0.05至0.45倍之間的天體,其效應相對較低,並且遠低於中等質量的黑洞。

科學家還發現,這些微透鏡天體約占銀河系總質量的20%,相當於恒星的理論質量。這表明常規恒星才是觀測到的微引力透鏡效應的原因,而不是中等質量的原生黑洞。

這項研究表明,質量在太陽的10到1000倍之間的黑洞,不可能是組成暗物質的一個重要部分。因此,這兩個在合並過程中釋放出引力波被LIGO探測到的黑洞,可能是由恒星坍縮形成的,並不是原生黑洞。

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