@ 2014.06.27 , 11:08

天文学家们首次发现三黑洞系统

都说好事成双,但有时候坏事也X3,比如特大黑洞。

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最新研究表明,很多星系中心不止有一个黑洞(如上图),而是两个或者更多。

本周三天文学家报告说,在一个遥远星系的中心发现了三个特大黑洞,这意味着这种双黑洞或三黑洞系统有可能比想象的要常见。

最近的十几二十年间,天文学家已经了解到几乎每个全尺寸的星系(比如银河系)的核心附近都潜伏着一个巨型黑洞。这种怪物的重量大约是恒星的百万甚至十亿倍。然而,发表在自然杂志上的最新观测结果表示,很多星系的中心存在着不止一个,而是两个或者多个巨型黑洞。这些黑洞由于引力作用互相围绕着运行,最终会融合成一个巨大无比的黑洞。

天文学家预测说,观察它们的融合可以揭示引力场在被拉伸至极限情况下的反应。

“发现它们时我们真的很惊讶~~”来自南非开普敦大学的文章第一作者Roger Deane这样说。

超大质量太空邻居

其实迪恩和他的同事们无需惊讶。大多数人都认为,当星系互相靠近时,它们的引力会迫使它们融合成一个行星集团。比如,我们的银河系和附近的仙女座星云有可能会在40亿年后进行融合。既然每个星系有一个大型黑洞,那么融合之后的星系就会有两个啦。

但是,事实上天文学家还没有发现很多双重黑洞。一个靠谱的解释是黑洞会很快融合,所以很难观察到。另一个解释来自普林斯顿的天体物理学家Jenny Greene,她表示也有可能是俩黑洞靠得太近艾玛你看不出来。她说,一般来说双黑洞之间的距离只有几光年。

隐形的涡旋

这个特殊的星系有一个冗长的名字SDSS J150243.091111557.3,它引起Deane小组的兴趣是因为SDSS(Sloan Digital Sky Survey,斯隆数字化巡天)项目发现它的中心有两个疑似光源。这显示有可能有两个黑洞。光源并不是从黑洞本身发射出来,而是来自被黑洞超强力场加热的气体涡旋。利用黑洞的射流可以定位它们。

如何观测黑洞

天文学家通过观测黑洞射流来定位这些超大质量黑洞。

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为了看的更清楚,天文学家们运用超长基线阵列(VLBA)望远镜来观察这个星系,超长基线阵列望远镜就是在南非,欧洲,美国,俄罗斯和中国架设了一系列射电望远镜。如此广阔的分布位置使科学家们可以精确地观测宇宙。

最终他们确定的观测到了两个黑洞,相隔数千光年。

但是他们又发现其中一个居然还是一对黑洞,因为紧贴着互相旋转使它们看起来就像是一个。“这一对黑洞真是太吸引人了,”Greene说,“因为我们还没法确定他们最终到底会不会融合。”

引力链

理论表明,他们还真可能没法融合,或者至少在将来几百万年里不行。这对黑洞相隔460光年,每150,000年互相环绕一周。

为了互相把对方卷进去,黑洞必须抛弃部分轨道能量。一种方法就是把附近吸引的行星或气体给扔掉。要是全都扔没了还不够呢,那就只能辐射自己的引力波了。爱因斯坦预言了引力波但是知道现在还没有人直接观测到。

两个黑洞越接近,引力波的辐射就会越强烈。理论上来说,这时辐射就可以被一种空间引力波探测仪LISA(Laser Interferometer Space Antenna,激光干涉太空天线)探测到。但这个东西现在还没有投钱建造(耍我啊,摔!)

“要是我们能够了解它(指黑洞)我们就能更清楚的知道LISA到底能不能探测引力波。”Greene说。
好消息是Deane 和他的小伙伴们才找了6个星系就找到了这一对。也许这一对黑洞之间的距离还没有近到可以被LISA探测出来,但是它的发现揭示了其他更近距离黑洞的可能性。Deane说,要么这种成对黑洞比我们想像的更加常见,要么就是我们走了狗屎运。

本文译自 Nat Geo Space,由译者 Skywalker 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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