四川
近日，發表在英國《皇家天文學會月刊》上的一項研究顯示，天文學家可能發現了一對正在螺旋靠近、即將發生劇烈碰撞的超大質量黑洞。
據悉，超大質量黑洞的質量通常為太陽的數億至數十億倍。黑洞合并在宇宙尺度上并不罕見，但像這樣已進入最終螺旋靠近階段、即將發生碰撞的系統卻極為罕見。更重要的是，這將是人類歷史上首次有機會觀測到如此大質量的黑洞合并事件。
▲兩個黑洞相撞的示意圖
據科學家估計，這對黑洞的合并可能將在不到100年內進行，且地球上的引力波探測器能捕捉到。這在宇宙漫長的歷史中極為短暫，卻為人類文明提供了難得的觀測機會。
馬克斯·普朗克射電天文研究所的天文學家、西爾克·布里岑是該研究的合著者之一，她表示：“合并后，我們預計其中一個黑洞會留存下來。我真的很想知道這場太空‘舞蹈’會如何繼續。”
研究團隊利用長達23年的射電望遠鏡觀測數據，分析了距離地球約5億光年的馬克里安501星系（Mrk 501）。該星系中心此前被認為是一個由單一黑洞驅動的類星體，其核心發出明亮的能量噴流。
▲Mrk 501星系圖像
然而，觀測揭示其有隱藏的第二道噴流，表明那里實際存在兩個正在相互環繞的超大質量黑洞。每個噴流由一個獨立的超大質量黑洞提供能量，黑洞質量介于太陽質量的1億至10億倍之間。
布里岑說：“意識到那里存在第二個噴流真是太令人驚訝了，原來（Mrk 501）是這樣運作的？我感到驚嘆和不知所措。”
2022年6月期間，這兩個黑洞的排列達到完美對齊狀態，主黑洞的強大引力彎曲了第二個噴流發出的光線，形成了一個近乎完美的愛因斯坦環，進一步印證了雙黑洞系統的存在，也為該類星體是由一對超大質量黑洞驅動的理論提供了進一步的證據。
研究顯示，這對黑洞目前正以順時針方向相互環繞，軌道周期約為121天，二者之間的距離僅為地球到太陽距離的250至540倍。在天文學尺度上，這已相當接近。隨著軌道逐漸縮小，它們最終將合并。
研究人員指出，一旦這兩個黑洞發生碰撞，將釋放出極為強大的引力波，其強度可能遠超此前探測到的恒星級黑洞并合事件。
如果預測準確，未來地球上的引力波探測器有望直接捕捉到這一信號，并為科學家理解超大質量黑洞的形成與演化提供關鍵線索。
紅星新聞記者 周月瀟
編輯 鄧旆光 審核 高升祥
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