一對超大質(zhì)量黑洞圍繞彼此旋轉(zhuǎn) 或1億年后合并釋放引力波

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2024-09-12 21:00:04 觀察者網(wǎng)

天文學(xué)家在MCG-03-34-64星系中心有了突破性發(fā)現(xiàn)，這是距離地球8億光年的一個星系。他們在這里找到了目前所知距離最近的一對超大質(zhì)量黑洞，二者相距僅約300光年，并正圍繞彼此旋轉(zhuǎn)。這類現(xiàn)象在宇宙中頗為罕見，研究結(jié)果于9月9日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

這一發(fā)現(xiàn)始于美國哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的觀測，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)MCG-03-34-64星系中心時，意外記錄到了三個衍射星芒。這一不尋常的現(xiàn)象引起了哈佛-史密松森天體物理中心安娜·特林達(dá)德·法爾康及其團(tuán)隊的關(guān)注。通過進(jìn)一步利用錢德拉X射線天文臺和新墨西哥州的甚大天線陣進(jìn)行的多波段觀測，研究團(tuán)隊確認(rèn)這兩個光源實為兩個超大質(zhì)量黑洞，它們不僅釋放X射線，還伴有高能無線電波，構(gòu)成了雙活動星系核。

法爾康解釋，結(jié)合光學(xué)、X射線及無線電波觀測數(shù)據(jù)，可以明確這是兩個非常接近的黑洞相互作用的結(jié)果。黑洞在相互旋轉(zhuǎn)中吞噬周圍物質(zhì)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的輻射。她強(qiáng)調(diào)，在鄰近宇宙中遇到這種情景實屬少見，暗示該星系經(jīng)歷了不同尋常的演化過程。

然而，哈勃圖像中的第三個星芒至今身份不明，還需后續(xù)數(shù)據(jù)來揭秘。據(jù)推測，這對黑洞曾分別是兩個獨(dú)立星系的核心，在一次星系合并事件中被拉近，未來約1億年內(nèi)，它們將逐步靠近直至合并，期間可能釋放出引力波。引力波是時空扭曲的表現(xiàn)，盡管目前的技術(shù)如LIGO已能探測到恒星級黑洞合并產(chǎn)生的引力波，但對于超大質(zhì)量黑洞合并釋放的長波引力波仍力有未逮。

歐洲航天局計劃中的激光干涉儀空間天線（LISA）有望成為探測此類超大質(zhì)量黑洞合并引力波的關(guān)鍵工具。LISA預(yù)計在2025年開始建造，30年代中期發(fā)射，將為探索宇宙深處的奧秘開啟新的窗口。而MCG-03-34-64星系中的這對黑洞系統(tǒng)，無疑為研究星系合并和黑洞動力學(xué)提供了寶貴的天然實驗室。

(責(zé)任編輯：張小花 TT1000)

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