美航空航天局望遠鏡發現雙超大質量黑洞

兩架望遠鏡發現了迄今爲止最接近的一對超大質量黑洞組合。這對相距僅約 300 光年的黑洞組合，是使用美國國家航空航天局的錢德拉 X 射線天文臺和哈勃太空望遠鏡在不同的光波波長下觀測到的。

雖然在黑暗的太空虛空中黑洞是看不見的，但這兩個黑洞因其所吞噬的氣體和塵埃被加速並加熱到高溫而閃耀得十分明亮。這兩個相互環繞的天體都被稱爲活動星系核。

活動星系核是超大質量黑洞，它們釋放出明亮的物質噴流和強勁的風，能夠塑造其所在的星系。

這對黑洞是通過可見光和 X 射線發現的距離最近的一組。雖然之前也觀測到過其他黑洞對，但它們通常相距更爲遙遠。天文學家發現這些黑洞在一對名爲 MCG-03-34-64 的碰撞星系中心相互繞轉，該星系距離地球 8 億光年。

當天文學家利用哈勃望遠鏡的觀測結果在一個星系的發光氣體中發現三道明亮的尖峰時，意外地發現了這對黑洞。他們週一在《天體物理學雜誌》上發表了他們的發現。

“我們沒想到會看到這樣的東西，”此項研究的主要作者、馬薩諸塞州劍橋市哈佛和史密森天體物理中心的博士後研究員安娜·特林達德·法爾考在一份聲明中說。“這種景象在周邊的宇宙中並不常見，並告訴我們星系內部還有其他情況正在發生。”

當哈勃在 MCG-03-34-64 星系的一個集中區域捕捉到三個光學衍射尖峰時，該團隊饒有興致。當來自小宇宙區域的光在望遠鏡內部的鏡子周圍彎曲時，就會出現衍射尖峰。

哈勃的觀測是在人眼可見的可見光下進行的，但天文學家不明確他們所看到的究竟是什麼。法爾考的團隊用錢德拉在 X 射線光下再次觀察了這個星系區域。

法爾考說，當團隊用錢德拉觀測這個星系時，他們能夠精準定位與哈勃發現的可見光光源相匹配的兩個強大的 X 射線光源。“我們把這些線索拼湊在一起，得出這樣一個結論，我們可能看到的是兩個間隔很近的超大質量黑洞。”

該團隊還參考了位於新墨西哥州索科羅附近的卡爾·G·央斯基甚大陣射電望遠鏡所收集的檔案觀測射電波數據。

還發現這對黑洞會釋放出高能射電波。

“當你在光學、X 射線和射電波長中看到亮光時，很多情況都能被排除，從而得出結論：這些只能被解釋爲近距離的黑洞。

當你把所有部分整合在一起，它就爲你呈現出（活動星系核）這一對的圖像，”法爾考說道。

與此同時，哈勃觀測到的第三個衍射尖峰起源不明，該團隊需要更多數據來弄清楚它可能是什麼。

光源可能來自於其中一個黑洞物質的高能釋放所衝擊的氣體。

法爾考說：“要是沒有哈勃那驚人的分辨率，我們根本看不到所有這些錯綜複雜的情形。”

天文學家通過射電望遠鏡觀測到了比這兩個更接近的成對黑洞，但這幾對黑洞還沒在其他波長的光裡被觀測到。

這兩個超大質量黑洞曾經都是各自星系的中心，但一次星系合併讓這兩個天體距離更近了。據美國國家航空航天局稱，最終，它們的緊密螺旋將在大約 1 億年後導致合併，從而引發引力波的能量釋放，也就是時空結構裡的漣漪。

未來，由超大質量黑洞碰撞產生的此類引力波有可能被 LISA 探測到，LISA 是歐洲航天局主導的激光干涉空間天線任務，預計在 21 世紀 30 年代中期發射。