这个星系：RX J1140.1+0307，其间心好像有一个质量十分低的黑洞
图源：ESA/Hubble
科学家期望引力波勘探未来能使他们直接调查到一种奥秘的黑洞。
引力波勘探器从前观测到过质量大致与巨星适当的黑洞存在的直接依据，而事情视界望远镜拍到过一张超大质量黑洞的相片，其质量是太阳的几十亿倍。但在它们之间，是中等质量黑洞（intermediate-mass black holes, 简称IMBHs），其质量在太阳的100到10万倍之间，它们尚未被直接观测到。据今天在《天然-天文学》上宣布的一篇论文称，研讨者期望他们新的数学作业将为未来使用引力波勘探器研讨这类黑洞 “铺平道路”。
地球上的三台引力波勘探器——坐落美国的两台LIGO勘探器和坐落意大利的Virgo干涉仪——渐渐的开端调查空间-时刻自身中的涟漪，它们被称为引力波，由黑洞环绕互相旋转随后兼并而构成。
黑洞环绕互相旋转后兼并，构成引力波
图源：Swinburne Astronomy Productions
坐落美国的LIGO引力波勘探器
图源：UniverseToday
现在自这样的兼并调查到的最大黑洞的质量是太阳的80倍。但质量更大的黑洞生成的信号频率太低，现在的观测站尚无法监测到。中等质量黑洞或许会坐落被称为球状星团的恒星群的中心，或许或许在星系中心作为更大黑洞的前体存在。究竟怎样很难说。
球状星团
图源：Wikipedia
“我现已研讨黑洞很长时刻了，而当我刚开端着手研讨它们时，它们简直更像是一个谜”
由范德堡大学的卡兰·亚尼领导的研讨者们描绘了行将展开的引力波试验组合能够怎样被用来发现中等质量黑洞对。一个称为LISA的未来的天基引力波观测站将在最低频段上调查双黑洞环绕互相旋转兼并。勘探到的音量最大的片段，也便是兼并自身，随后会在更活络的陆基试验中呈现。科学家为了更好的进步从地上观测的活络度，正在着手对LIGO进行一个称为“Voyager”的晋级，一起也在建立两台名为“爱因斯坦望远镜”的新勘探器，它们正在欧洲处于研制中，而世界勘探器则方案安排在美国“地震安静”的区域。
天基引力波观测站LISA的概念图
图源：Wikipedia
该团队比较了黑洞质量和间隔的不同组合，这些组合能够在试验中观测到，以及信号看起来会是什么姿态。关于质量在太阳1000到3000倍的中等质量黑洞对，LISA加爱因斯坦望远镜或许会观测到源自几十亿光年之外的这种兼并（对质量更大的组合，或许其间一个黑洞明显比另一个更大的组合来说，观测间隔更短）。据该论文称，活络度最高的设备组合是LISA加爱因斯坦望远镜，虽然LISA加Voyager也能够调查到质量小于太阳2000倍的中等质量黑洞。
换句话说，假如中等质量黑洞存在并且假如它们发作兼并，该论文主张的引力波试验应该能够发现它们，这篇论文提出了其信号或许的样貌。别的，现在现已有直接依据证明中等质量黑洞存在，其依据是来自称为CO-0.40-0.22的源的无线电波。
双黑洞的电脑模拟图
图源：Wikipedia
这是令人兴奋的作业。“这篇论文很共同，由于这是我看到的第一篇以如此多样的方法核算了中等质量黑洞波形的文章。咱们的圈子中现已知道，总的来说，LISA加Voyager能够勘探到这样的双黑洞，但这篇论文完成了详尽的核算，并供给了这样做的公式，”纽约的皇后社区学院研讨黑洞的助理教授吉莉恩·贝洛瓦利在一封电邮中这样告知Gizmodo。“这些核算将协助咱们的圈子解读来自引力波勘探器的信号；有越多波形的核算，咱们就能更好地了解勘探器告知了咱们什么。”
可是这一作业首要是以数据驱动的建模，并且咱们依然不知道中等质量黑洞在世界中有多常见。“有或许在LISA使命作业期间（4到10年）它们彻底不会发作，假如中等质量黑洞十分稀有的话，”贝洛瓦利说，“咱们没办法知道，直到勘探器上线。”这将要求实践地投入资金并制作这些新的或晋级的试验。
但有一件事是清晰的：物理学家在黑洞调查科学方面不过才触及皮裘罢了，还有太多的天体等候人们发现。
“我现已研讨黑洞很长的时刻了，而当我开端着手研讨它们时，它们对人们来说比起实在存在的事物更像是一个谜，”研讨作者和佐治亚科技物理教授戴尔德丽·休梅克经过电话告知Gizmodo。“现在它们如此无处不在——看到黑洞在世界中的各种不同的体现，十分有意思。”
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. 叶萤- gizmodo- Ryan F. Mandelbaum
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