天文學家首次觀測到一對超大黑洞上演“太空慢舞”,質量是太陽的150億倍

天文 物理 科學 造就 2017-08-02

天文學家觀測到,在遙遠的星系,有兩個超大質量黑洞在相互繞轉 。

絕大多數星系的中心都存在超大質量黑洞,但在7.5億光年之外,一個名為0402+379的巨大星系卻擁有兩個這樣的黑洞,而且其中一個似乎在繞著另一個旋轉。這一發現是長達12年的觀測結果,雖然長久以來天文學家一直相信這種現象的存在,但這是它首次被直接觀測到。

0402+379是一個不同尋常的巨大橢圓星系。

2006年,天文學家發現,這個星系擁有一個超大質量黑洞雙星系統。此後,天文學家一直在用VLBA(超長基線陣列)的射電望遠鏡對它進行觀測。兩個黑洞的總質量大約是太陽的150億倍,屬於人類發現的最大黑洞之列。它們相距只有7秒差距(譯註:秒差距是天文學長度單位,1秒差距等於3.26光年),是人類已知距離最近的兩個黑洞。

通過VLBA長達12年的觀測,天文學家發現,其中一個黑洞正圍繞另一個旋轉,不過速度極慢。研究團隊計算得出,這個黑洞可能需要2.4萬-3萬年才能繞另一個黑洞一圈,這使得它的運動很難被觀測到。

天文學家首次觀測到一對超大黑洞上演“太空慢舞”,質量是太陽的150億倍

天文學家觀測到,在遙遠的星系,有兩個超大質量黑洞在相互繞轉

“你可以想象一下,在最近發現的、繞著比鄰星旋轉的類地行星上有一隻蝸牛——比鄰星距離我們四光年多一點——它以每秒1釐米的速度移動,我們計算的角運動就類似於此。”該研究論文的作者之一羅傑·羅馬尼(Roger W. Romani)說。

這些黑洞雙星系統被認為是由星系之間的大碰撞造成的。很久之前的星系合併可能讓0402+379擁有了如今的“臃腫”身材和雙黑洞中心。通過研究0402+379,天文學家將能深入瞭解星系的生命週期,尤其是銀河系也面臨著相同的命運,因為仙女座星系正在加速向我們靠近。

天文學家首次觀測到一對超大黑洞上演“太空慢舞”,質量是太陽的150億倍

仙女座星系

“長期以來,我們一直在太空中尋找這樣一對因兩個星系合併而相互繞轉的超大質量黑洞。”該研究項目首席研究員格雷格·泰勒(Greg Taylor)說,“雖然我們的理論預言了這種現象的存在,但在此之前,沒有人真正觀測到。”

到最後,這種星系合併所產生的黑洞也將融合在一起,併產生引力波。去年初,LIGO(激光干涉引力波天文臺)曾探測到由黑洞合併所產生的引力波,但當時,那兩個黑洞的質量只有太陽的30倍左右。如果0402+379的黑洞發生碰撞,那麼它產生的引力輻射量級將高出10億倍。

天文學家首次觀測到一對超大黑洞上演“太空慢舞”,質量是太陽的150億倍

不過據研究人員稱,這兩個黑洞發生碰撞的可能性極低。考慮到它極其緩慢的移動速度,宇宙可能在兩個黑洞合二為一之前就毀滅了。這對couple究竟會不會在一起,也成為了已知宇宙中,最讓人好奇的問題之一。

翻譯:何無魚

來源:New Atlas

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