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研究发现原生黑洞不是宇宙暗物质的形成原因

去年,科学家探测到由两个黑洞合并而发出的引力波,每个黑洞的质量比太阳大30倍。由于一个关于暗物质的理论表明,暗物质可能是以原生黑洞的形式出现,质量在太阳的10到1000倍之间。所以许多人推测,这项新发现可能是支持这一理论的新证据。

然而,现在一项研究揭示,关于这种黑洞是暗物质的说法“根本不是可能的”。 相反,激光干涉引力波天文台(LIGO)观测到引力波的两个黑洞,可能是由恒星坍缩形成的。

原生黑洞形成于宇宙的最早期,与那些由于恒星坍缩而形成的的黑洞不同,原生黑洞的质量范围很大,分布很广。这些黑洞可以在银河系的银晕中找到,如果有很多原生黑洞存在于这些位置,那它们会对遥远类星体朝向我们发出的光产生干扰,导致其视亮度增加——这被称为微引力透镜效应。这种效应的增强与黑洞的质量有关,因此,如果这些黑洞分布很广的话,将增加探测到它们的概率。

在这项新研究中,来自加拿大天文学研究所(IAC)的研究人员检测了类星体的微引力透镜效应,以此来估计中等质量的原生黑洞数量。然而,这项研究显示,诸如太阳等常规的恒星也可以造成这种效应。

研究人员使用计算机模拟来比较24个遥远类星体的亮度增加,同时观测可见光和X射线。不出所料,科学家发现质量在太阳的0.05至0.45倍之间的天体,其效应相对较低,并且远低于中等质量的黑洞。

科学家还发现,这些微透镜天体约占银河系总质量的20%,相当于恒星的理论质量。这表明常规恒星才是观测到的微引力透镜效应的原因,而不是中等质量的原生黑洞。

这项研究表明,质量在太阳的10到1000倍之间的黑洞,不可能是组成暗物质的一个重要部分。因此,这两个在合并过程中释放出引力波被LIGO探测到的黑洞,可能是由恒星坍缩形成的,并不是原生黑洞。

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