我們看見，在7.5億光年之外，有兩個黑洞在跳舞

最新 07-06

作者：艾麥樂

編輯：Steed

「看到」黑洞

利用甚長基線陣列（VLBA）超敏銳的射電波「視力」，天文學家在距離地球大約7.5億光年的一個星系中，首次探測到了一對超大質量黑洞相互繞轉的軌道運動。

這兩個黑洞，質量加在一起相當於太陽的150億倍，彼此之間可能只隔了大約24光年，對於這樣一個系統來說算是靠得特別近了。

美國新墨西哥大學的格雷格?泰勒（Greg Taylor）說，「把這樣一對黑洞分辨成兩個天體，還能看到它們相對於彼此的運動，這是破天荒的頭一次。因此，它們也成為了第一對黑洞『視雙星』。」

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超大質量黑洞，質量相當於太陽的上百萬倍到數十億倍，存在於大多數星系的核心。兩個如此龐大的黑洞共存於單個星系的中心，意味著這個星系過去曾與另一個星系發生過併合。在這種情況下，兩個黑洞最終或許會合二為一，在此過程中產生強大的引力波，並將這種漣漪傳向整個宇宙。

「我們認為，這個星系中的兩個超大質量黑洞將會合二為一。」新墨西哥大學的研究生卡瑞詩瑪?班薩爾（Karishma Bansal）說，不過這一事件至少還要再過幾百萬年才會發生。

這個星系是一個橢圓星系，名為0402+379，以它在天空中的位置命名，最早在1995年被觀測到。2003年和2005年，甚長基線陣列對它進行過觀測。當時的觀測表明，這個星系擁有兩個核心，而非一個，因此泰勒及其同事在2006年得出結論，這個星系包含一對超大質量黑洞。

VLBA觀測到的射電圖像中，分辨出了這兩個超大質量黑洞，被標為C1和C2。圖片來源：新墨西哥大學

在最新的研究中，泰勒及其同事結合了2009年和2015年VLBA對這個星系所作的新觀測，並重新分析了VLBA先前的觀測數據。這頂研究揭示出這兩個核心在運動，證實了兩個黑洞確實環繞彼此旋轉。科學家的初步計算結果表明，它們相互完成一圈旋轉大約需要30 000年。

「我們需要繼續觀測這個星系，從而增進我們對於它們旋轉軌道的理解，並更準確地測量這兩個黑洞的質量。」泰勒說，「這對黑洞給我們提供了首次機會，能夠研究這樣一個系統如何相互作用。」

天文學家還希望發現其他類似的系統。通過星系併合將兩個超大質量黑洞湊到一起，天文學家認為這樣的過程在宇宙中普遍發生著，因此他們預期這樣的超大質量雙黑洞也應該很常見才對。

「現在，我們已經能夠測量這樣一對黑洞的軌道運動，這將激勵我們去尋找其他類似的雙黑洞。」班薩爾說，「或許，我們能找到其他更容易研究的雙黑洞。」

甚長基線陣列，由遍布美國全境的10面碟形天線構成，協同工作時相當於一台超大射電望遠鏡，能夠提供超清晰的射電成像觀測。圖片來源：NROA

甚長基線陣列，是美國甚長基線天文台的一部分，由10面240噸重的碟形天線構成，遍布在美國全境，從夏威夷一直分布到加勒比海的聖克羅伊島。全部10面天線作為單台射電望遠鏡協同工作時，能夠提供天文學觀測領域最強大的解析能力。正是這一出眾的分辨能力，讓科學家能夠對宇宙中的天體及其運動進行精細到極致的測量。對星系0402+379中這對雙黑洞的研究就是一個典型的例子。

相關研究論文發表在6月27日出版的《天體物理學報》（Astrophysical Journal）上。

（編輯：Steed）

一個AI

請允許我再次吐槽天文學家簡單粗暴的命名風格……「甚長基線陣列」，縮寫VLBA的意思是：Very Long Baseline Array……

人類還有許多牛X哄哄的望遠鏡，命名都好不到哪去，比如：

甚大陣（VLA，Very Large Array直譯就是「好大的一堆」）

甚大望遠鏡（VLT，Very Large Telescope）

歐洲極大型望遠鏡（E-ELT，European Extremely Large Telescope）

勢不可擋的大望遠鏡（Overwhelmingly Large Telescope）……

……這些望遠鏡的相關發現，我科普時都完全嚴肅不起來嘛

╮(╯_╰)╭

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