7.5亿光年外发现两个超大质量黑洞 犹如优美“双人舞”

凤凰科技讯 据AmericaSpace网站北京时间7月3日报道，黑洞是宇宙中最奇特、最神秘的现象之一，让无数科学家和公众着迷，还成为许多科幻电影和故事中的素材。天文学家近日首次观测到两个超大质量黑洞的轨道运动，它们犹如太空中优美的“双人舞”，这两个超大质量黑洞距离地球大概7.5亿光年远。

两个超大质量黑洞彼此环绕的效果图

与行星或恒星一样，黑洞有些相对较大，也有些相对较小，但通常具有一些共同的特征，作为一种密度非常大的物体，黑洞会“吸进”任何靠近它们的物体，包括光。两个超大质量黑洞是由新墨西哥大学的天文学家发现的，最新研究成果刊登在最新一期的《天体物理学杂志》上。

研究报告是由新墨西哥大学物理与天文学系研究生卡里什玛·班萨尔（Karishma Bansal，第一作者）、新墨西哥大学教授格雷格·泰勒（Greg Taylor）及他们在斯坦福大学、美国海军天文台和双子星天文台的同行一起完成的。这项发现也是他们努力20多年的研究成果。

泰勒说：“长期以来，我们一直在观测太空，试图寻找一对彼此环绕的超大质量黑洞，这是两个星系合并的结果。尽管我们在理论上认为这一现象有可能发生，但此前从未有人观测到。

超大质量黑洞

科学家很早以前就知道宇宙中存在超大质量黑洞，甚至在银河系中心地带就有一个。但这却是天文学家首次观测到两个超大质量黑洞的轨道运动。2016年，一个国际天文学家小组观测到两个恒星质量黑洞相互碰撞的证据，发现了重力波的存在。重力波就是由两个黑洞撞击产生的。

如今，随着两个十分靠近但并未发生碰撞的黑洞的发现，天文学家可以更好地研究在此期间发生了什么情况，以及它对时空周围元素的影响。爱因斯坦最早预测了重力波的存在，如今最终得到证实。

班萨尔说：“在泰勒教授给了我这种观测数据以后，我开始学着如何对它们进行成像处理，如何理解这种数据。当我了解到有些数据可追溯至2003年的时候，我们开始展开深入研究，并确定它们是彼此环绕运行，这一发现令人非常激动。”

0402+379射电星系的VLBA假彩色图，两个圆盘代表了两个黑洞

最新发现的两个超大质量黑洞距离地区大约7.5亿光年，处在一个名为“0402+379”的星系中。它们的轨道周期（orbital period）大概是2.4万年，合并质量是太阳质量的150亿倍。漫长的轨道周期意味着，即便天文学家已经观测了十年时间，他们仍然无法看到那些轨道沿线的活动细节。

斯坦福大学物理学教授、研究小组成员罗杰·罗曼尼（Roger W. Romani）说：“这就好像是一只蜗牛在我们最新发现的绕比邻星轨道运行的类地行星上面，以每秒钟1厘米的速度爬行一样。”

据泰勒介绍，这项发现耗时12年的时间，实现了一项真正的技术成就，利用VLBA射电望远镜在天文学上实现了足够的分辨率与精确度，真正看到了轨道上发生的事情：“做到这一点，在科技上确实属于一次壮举。”这一发现还有助于天文学家深入了解双子星和星系。

VLBA望远镜拍摄的0402+379星系中心区域，里面有两个核（分别标注为C1和C2），它们其实是一对绕彼此轨道运行的超大质量黑洞

美国海军天文台天文学家鲍勃·萨瓦拉（Bob Zavala）说：“双子星的轨道让我们对恒星的形成有了深入了解，我们将使用类似技术来理解超大质量黑洞和它们所处的星系。”

泰勒指出：“超大质量黑洞对它们周围的恒星以及对星系的进化发展具有非常大的影响，因此，深入理解这一太空现象以及两个超大质量黑洞合并的时间，对我们理解整个宇宙具有重要意义。”

黑洞长期以来就是科幻作品中的素材，但它们其实是真实存在的科学现象

如果能在三四年里再次观测到这些环绕彼此轨道运行的超大质量黑洞，将有助于进一步证实它们的运动，更为准确地确定它们的轨道。由于黑洞是一种非常奇特的现象，所以黑洞的存在也遭到一些人的质疑，即便这么多年来有关黑洞存在的证据越来越多。

因此，继续观测这两个超大质量黑洞的轨道和交互作用，将有助于我们更好地理解未来银河系的演化和发展。目前，仙女座星系中心也存在一个超级质量黑洞，该星系未来将与银河系发生碰撞，这意味着班萨尔和泰勒的最新观测未来将在银河系得以验证，但这将是几十亿年之后的事情了。（编译/清辰）