天文学家狂喜，宇宙级三角恋恐揭露更多新知

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原作：Michelle Starr

翻译：黄诗欣

校对：刘峰

编排：王璞

后台：朱宸宇

原文链接：https://www.sciencealert.com/three-supermassive-black-holes-discovered-colliding-in-a-cosmic-first

三体星系J1218/1219+1035的艺术概念图。

（图源：NSF/AUI/NSF NRAO/P. Vosteen）

在距离地球大约12亿光年的地方，正在发生一件“宇宙级三角恋”。

天文学家通过美国甚大阵列（VLA）和欧洲极长基线干涉网（VLBI）的联合观测的最新发现，有三个星系正在逐渐碰撞融合。它们被整体命名为J1218/1219+1035。在茫茫的宇宙中，这种相互作用的“三星系”系统本身就极为罕见，更难得的是这三个星系中心都潜伏着一个超大质量的黑洞。这三个黑洞都在不停地吞噬物质，并发出耀眼的射电辐射。

主要发现者，美国海军研究实验室的天体物理学家艾玛·施瓦茨曼（Emma Schwartzman）说，“像这样活跃的三星体系极其罕见，通过捕捉它们合并过程的影像，我们就能近距离观察大质量星系及其内部的黑洞是如何结合在一起的”。

“我们通过观测发现，该体系中的三个黑洞均表现出强烈的射电辐射并且正在狂射相对论性喷流。我们的观测证实了以前只在理论上存在的三重射电活动星系核（AGN），并开启了研究超大质量黑洞演化的新视角。”

这是利用暗能量相机遗产巡天（DECaLS）拍摄的光学图像。图中圈出的三个星系就是本文的主角。

（图源：施瓦茨曼等人，《天体物理学杂志快报》，2025）

星系合并其实不是什么稀奇的事，天文学家早就认为这是银河系及其中心超大质量黑洞的主要形成机制之一。有证据证明，我们的银河系在130亿年的寿命中至少经历过三到四次大的合并事件。

天文学家已经在近邻宇宙中记录了大量俩俩合并的星系，但三个星系合并要罕见得多。因为，这意味着三个星系要“同时”融合在一起，而不是先后发生的过程。

更罕见的是，这三个星系当中都拥有活动星系核（AGN）。这是天文学家在近邻宇宙中发现的第三个这样的“三体星系”，也是首个“三重射电星系”，即它们的星系核都在发射剧烈的射电波。

NGC 5679是一个三体星系系统

（图源：NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble Heritage Team）

天文学家最早在广域红外巡天探测器（Wide-field Infrared Survey Explorer）收集的数据中发现了这个不寻常的三黑洞体系。起初，它们看起来像是两个星系的合并，二者边缘已经开始重叠，且都包含一个活动星系核——这已经很罕见了。

后续的观测证实，这两个相互重叠的星系自带活动星系核，二者相距约7.4万光年。之后，研究人员发现了一个更惊人的事实。还有一个拥有活动星系核的“第三者”也参与了这次融合，距离约为31.6万光年。科学家发现了一条从它流向另外两个星系的气体尾迹，从而证实了它也是这个体系中的一员。

三星系合并是了解星系和黑洞演化的绝佳实验室，天文学家将会用不同波长的光开展后续观测。这样不仅能深入了解这一个三星系体系，还有机会找到其他类似的体系，并等待合适的时机观察它们如何合并。

双星系合并的想象图

（图源：MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY）

研究人员介绍：“这些观测首此证实了该系统拥有三个活动星系核。说到创新点的话，全靠的是中红外选择技术结合高精度射电成像，要是靠可见光、紫外和X光根本没戏，因为那几个波段上啥也看不见，纯白瞎。我们准备用好这个利器，争取再多找到几个类似的三体黑洞，说不定能发现点不一样的东西，得个诺贝尔奖啥的。你说是不？”

众所周知，三体系统是不稳定的，其中一个超大质量黑洞最终可能被“踢出”或发生剧烈轨道变化。另外一种可能是，第三个黑洞的介入可能加速另外两个黑洞合并，到底会发生什么，充满了不确定，谁也说不好。因此J1218/1219+1035这种罕见的系统将成检验物理理论的绝佳天然实验室，难怪搞这个方向的天文学家都有点激动呢。

责任编辑：DAIKIN

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