相互毁灭：邻近星系中的双子星、黑洞和未来时空的涟漪

来自伦敦大学学院和德国波茨坦大学的研究人员研究了邻近星系中质量最大的接触性双星，它们最终将变成黑洞并发生碰撞，在空间和时间中产生涟漪。我们今天观察到的黑洞形成于数十亿年前，当时宇宙中漂浮着较低水平的铁和其他重元素。随着宇宙的老化，这些元素的含量增加，使得黑洞合并的现象不再常见。

这些恒星围绕着一个共同的重力中心运行，一起被称为双星，位于小麦哲伦星系，距离我们的银河系仅有21万光年。这些恒星每隔三天就会互相绕行一次，是迄今为止观察到的最大的接触性恒星（接触性双星）。但是，正是它们之间相互破坏的关系引起了研究人员的兴趣。

利用美国宇航局的哈勃望远镜和欧洲南方天文台（ESO）位于智利的甚大望远镜上的多单元光谱探测器（MUSE）以及其他望远镜收集的长期数据，研究人员测量了来自双星的不同光带（光谱分析）。他们发现，较小恒星的大部分外部包层已经被较大的恒星剥离。

该研究的共同作者Daniel Pauli说："这颗双星是迄今为止观察到的质量最大的接触双星。"较小的、较亮的、较热的恒星质量是太阳的32倍，目前正在向其较大的同伴失去质量，后者的质量是我们太阳的55倍。"

研究人员说，在天文演化的计划中，用不了多久，这颗小恒星就会变成黑洞，而这颗恒星的角色将被颠覆。

这项研究的主要作者马修-里卡德说："较小的恒星将首先成为黑洞，在短短70万年内，要么通过一个被称为超新星的壮观爆炸，要么它可能大到坍缩成一个黑洞而不向外爆炸。在第一个黑洞开始从它的同伴那里增加质量，对它的同伴进行报复之前，它们将成为约300万年的躁动不安的邻居。"

他们的发现通过比较来自处女座干涉仪和LIGO（激光干涉仪引力波观测站）的引力波观测结果与双星演化的理论模型得到了支持。

"感谢引力波探测器Virgo和LIGO，在过去几年中已经探测到几十个黑洞合并，"Rickard说。"但是到目前为止，我们还没有观察到预测会塌陷成这种大小的黑洞并在时间尺度上短于或甚至与宇宙年龄大致相当的恒星。"

引力波是宇宙中最剧烈和最有能量的过程所引起的时间和空间的无形"涟漪"。最强的引力波是由黑洞碰撞这样的灾难性事件产生的，这将破坏时空，从而发出宇宙涟漪，以光速向各个方向传播。这些涟漪携带着关于其起源的信息。

Pauli说："仅仅过了20万年，用天文术语来说就是一瞬间，伴星也将坍缩成一个黑洞。这两颗大质量的恒星将继续围绕对方运行，每隔几天绕一圈，持续数十亿年"。

根据这项研究的结果，在黑洞相撞之前我们还有一些时间。但当它们发生时，将产生引力波，在地球上可能会被探测到。慢慢地，它们将通过发射引力波失去这种轨道能量，直到它们每隔几秒钟就互相绕行一次，最终在180亿年后合并在一起，通过引力波释放巨大的能量。

有这样的恒星离我们自己的星系如此之近，使研究人员能够进一步了解宇宙的情况。

Rickard补充说："在离我们的银河系如此之近的地方发现这种演化途径的恒星，为我们提供了一个极好的机会，可以更多地了解这些黑洞双星是如何形成的。"

这项研究已被接受在《天文学和天体物理学》杂志上发表。