黑洞雙星系統是怎麼形成的

幾位理論天文學家用電腦模擬的方式，提出了形成黑洞雙星系統的可能原因。LIGO今年二月宣佈發現重力波事件GW150914之後，正式開啟了重力波天文學的領域。根據LIGO所發表的結果，這個重力波事件是由兩個質量分別為36跟29個太陽質量的黑洞，合併而成一個質量為62個太陽質量的黑洞，放出的重力波總能量相當於三個太陽質量。LIGO所觀測到的重力波可以說是這兩個黑洞合併過程中，相互繞行旋轉的實況紀錄，總共約持續了0.2秒。換句話說，LIGO看到了整個黑洞合併過程的最後0.2秒。那麼，在這個0.2秒的過程之前，發生了什麼事情？這兩個黑洞是怎麼樣形成的？從形成黑洞到相互繞行到最後兩者合一，總共花了多少時間？幾位澳洲與美國的天文學家決定利用電腦模擬來研究這個問題。根據他們的計算結果，這兩個黑洞從形成到合併的過程大概是這個樣子：大約在大爆炸後20億年，在一個氫原子密度較高的區域中，出現了兩個質量各約在40到100個太陽質量的星體。一般而言，這種質量較高的星體要在宇宙早期才有辦法形成。如果有辦法觀察到的話，會發現他們比太陽更大更亮，可以說是宇宙中最明亮的星體之一。當這兩個星體以雙星系統的形式相互運行了大約四百萬年之後，其中一個星體就變成了黑洞。特別的是，在變成黑洞的時候，並沒有經過超新星爆炸的過程。雖然物理學家與天文學家對這種從星球直接變成黑洞的過程還有些爭議，但是如果這個過程成立，那麼便可以解釋為什麼這個黑洞的質量可以高達幾十個太陽質量。因為如果發生了超新星爆炸，大部分的質量就會隨著爆炸而散失掉。