近日，發(fā)表在英國《皇家天文學(xué)會月刊》上的一項研究顯示，天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了一對正在螺旋靠近、即將發(fā)生劇烈碰撞的超大質(zhì)量黑洞。

據(jù)悉，超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量通常為太陽的數(shù)億至數(shù)十億倍。黑洞合并在宇宙尺度上并不罕見，但像這樣已進(jìn)入最終螺旋靠近階段、即將發(fā)生碰撞的系統(tǒng)卻極為罕見。更重要的是，這將是人類歷史上首次有機(jī)會觀測到如此大質(zhì)量的黑洞合并事件。

▲兩個黑洞相撞的示意圖

據(jù)科學(xué)家估計，這對黑洞的合并可能將在不到100年內(nèi)進(jìn)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(jī)會。

馬克斯·普朗克射電天文研究所的天文學(xué)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(yù)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(xù)�！�

研究團(tuán)隊利用長達(dá)23年的射電望遠(yuǎn)鏡觀測數(shù)據(jù)，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(rèn)為是一個由單一黑洞驅(qū)動的類星體，其核心發(fā)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(huán)繞的超大質(zhì)量黑洞。每個噴流由一個獨立的超大質(zhì)量黑洞提供能量，黑洞質(zhì)量介于太陽質(zhì)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(yùn)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(dá)到完美對齊狀態(tài)，主黑洞的強(qiáng)大引力彎曲了第二個噴流發(fā)出的光線，形成了一個近乎完美的愛因斯坦環(huán)，進(jìn)一步印證了雙黑洞系統(tǒng)的存在，也為該類星體是由一對超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動的理論提供了進(jìn)一步的證據(jù)。

研究顯示，這對黑洞目前正以順時針方向相互環(huán)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(xué)尺度上，這已相當(dāng)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(fā)生碰撞，將釋放出極為強(qiáng)大的引力波，其強(qiáng)度可能遠(yuǎn)超此前探測到的恒星級黑洞并合事件。

如果預(yù)測準(zhǔn)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(xué)家理解超大質(zhì)量黑洞的形成與演化提供關(guān)鍵線索。

紅星新聞記者 周月瀟

編輯 鄧旆光 審核 高升祥