美航空航天局望远镜发现双超大质量黑洞

两架望远镜发现了迄今为止最接近的一对超大质量黑洞组合。这对相距仅约 300 光年的黑洞组合，是使用美国国家航空航天局的钱德拉 X 射线天文台和哈勃太空望远镜在不同的光波波长下观测到的。

虽然在黑暗的太空虚空中黑洞是看不见的，但这两个黑洞因其所吞噬的气体和尘埃被加速并加热到高温而闪耀得十分明亮。这两个相互环绕的天体都被称为活动星系核。

活动星系核是超大质量黑洞，它们释放出明亮的物质喷流和强劲的风，能够塑造其所在的星系。

这对黑洞是通过可见光和 X 射线发现的距离最近的一组。虽然之前也观测到过其他黑洞对，但它们通常相距更为遥远。天文学家发现这些黑洞在一对名为 MCG-03-34-64 的碰撞星系中心相互绕转，该星系距离地球 8 亿光年。

当天文学家利用哈勃望远镜的观测结果在一个星系的发光气体中发现三道明亮的尖峰时，意外地发现了这对黑洞。他们周一在《天体物理学杂志》上发表了他们的发现。

“我们没想到会看到这样的东西，”此项研究的主要作者、马萨诸塞州剑桥市哈佛和史密森天体物理中心的博士后研究员安娜·特林达德·法尔考在一份声明中说。“这种景象在周边的宇宙中并不常见，并告诉我们星系内部还有其他情况正在发生。”

聚焦明亮的宇宙之光

当哈勃在 MCG-03-34-64 星系的一个集中区域捕捉到三个光学衍射尖峰时，该团队饶有兴致。当来自小宇宙区域的光在望远镜内部的镜子周围弯曲时，就会出现衍射尖峰。

哈勃的观测是在人眼可见的可见光下进行的，但天文学家不明确他们所看到的究竟是什么。法尔考的团队用钱德拉在 X 射线光下再次观察了这个星系区域。

法尔考说，当团队用钱德拉观测这个星系时，他们能够精准定位与哈勃发现的可见光光源相匹配的两个强大的 X 射线光源。“我们把这些线索拼凑在一起，得出这样一个结论，我们可能看到的是两个间隔很近的超大质量黑洞。”

该团队还参考了位于新墨西哥州索科罗附近的卡尔·G·央斯基甚大阵射电望远镜所收集的档案观测射电波数据。

还发现这对黑洞会释放出高能射电波。

“当你在光学、X 射线和射电波长中看到亮光时，很多情况都能被排除，从而得出结论：这些只能被解释为近距离的黑洞。

当你把所有部分整合在一起，它就为你呈现出（活动星系核）这一对的图像，”法尔考说道。

与此同时，哈勃观测到的第三个衍射尖峰起源不明，该团队需要更多数据来弄清楚它可能是什么。

光源可能来自于其中一个黑洞物质的高能释放所冲击的气体。

法尔考说：“要是没有哈勃那惊人的分辨率，我们根本看不到所有这些错综复杂的情形。”

天文学家通过射电望远镜观测到了比这两个更接近的成对黑洞，但这几对黑洞还没在其他波长的光里被观测到。

这两个超大质量黑洞曾经都是各自星系的中心，但一次星系合并让这两个天体距离更近了。据美国国家航空航天局称，最终，它们的紧密螺旋将在大约 1 亿年后导致合并，从而引发引力波的能量释放，也就是时空结构里的涟漪。

未来，由超大质量黑洞碰撞产生的此类引力波有可能被 LISA 探测到，LISA 是欧洲航天局主导的激光干涉空间天线任务，预计在 21 世纪 30 年代中期发射。