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我們看見,在7.5億光年之外,有兩個黑洞在跳舞

7.5億光年之外, 有兩個黑洞。

這兩個黑洞超級大, 總品質有150億個太陽那麼多, 是的, 15000000000個太陽。 它們是兩個星系合併留下的產物。 現在, 或者說7.5億年前的現在, 它們正互相圍繞著, 旋轉跳舞。 引力是它們伸出的手, 它們勾連的臂膀長達24光年。 它們圍繞著一個質心瘋狂舞蹈, 但轉上一圈需要大約30000年。 黑洞一邊旋轉、一邊吞噬、一邊激發出能量。 當兩個黑洞跳起舞蹈時, 一切都變得有跡可循。 大約在數百萬年後, 兩個黑洞最終會擁抱在一起。 那時, 它們在引力波上奏出更強烈的鼓點。

現在, 我們, 銀河系獵戶臂太陽的第三顆行星上的生物,

正在觀看這一場舞蹈:

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品質黑洞相互繞轉的軌道運動。

這兩個黑洞, 品質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葛列格‧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’。 ”

超大品質黑洞, 品質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品質黑洞將會合二為一。 ”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品質黑洞。

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先前的觀測資料。 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品質。 ”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品質黑洞湊到一起, 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品質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,是美國甚長基線天文臺的一部分,由10面240噸重的碟形天線構成,遍佈在美國全境,從夏威夷一直分佈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。

甚長基線陣列,是美國甚長基線天文臺的一部分,由10面240噸重的碟形天線構成,遍佈在美國全境,從夏威夷一直分佈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。

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