北京
來源：科技日報
科技日報記者 劉霞
德國馬克斯·普朗克射電天文學研究所團隊宣布，在馬卡良501（Mrk 501）星系中心，發現了兩顆超大質量黑洞緊密伴生的直接證據。這極有可能是人類首次觀測到步入并合倒計時的超大質量黑洞對，為揭開星系演化核心機制提供了珍貴契機。相關成果發表于新一期《皇家天文學會月報》。
幾乎每個大型星系的核心，都蟄伏著一個質量達太陽數百萬至數十億倍的超大質量黑洞。它們何以長成如此龐然巨物，一直是天體物理學的未解之謎。因此，“黑洞并合”被視為其質量躍升的關鍵路徑。
理論預言，星系相撞時，其中心的黑洞亦會踏上“共舞”之旅：先相互繞轉，繼而螺旋靠近，最終合二為一。然而，這一階段的理論模型仍如霧里看花，天文學家也遲遲未能捕獲處于并合前夕、彼此極度貼近的黑洞對。
此次突破源于對Mrk 501星系長達23年的高分辨率射電觀測。數據清晰揭示，該星系中心不僅存在一道早已為人所知的強勁噴流，更隱藏著第二道噴流的蹤跡。首股噴流直指地球，看起來異常明亮；第二股噴流則指向偏側，隱匿于主黑洞身后，極難捕捉。但團隊觀測到第二股噴流的噴發點呈現出規律的周期性位移——它仿佛繞主黑洞逆時針旋轉，且周而復始。
通過解析噴流亮度的周期性漲落，團隊推斷，這對黑洞正以約121天的周期相互繞轉。二者間距為日地距離的250至540倍。對于這些質量高達1億至10億倍太陽的“宇宙巨獸”而言，此等距離并非天塹而是“近鄰”。受引力輻射影響，兩者的軌道將持續縮小，理論推演顯示，它們最快或在百年內完成最終并合。
因Mrk 501距地球極其遙遠，即便以事件視界望遠鏡的分辨率，亦無法將雙黑洞直接判斷為兩個獨立天體。但雙黑洞旋近會產生極低頻的引力波。未來，若歐洲脈沖星計時陣列能捕獲這一時空漣漪，將為實證超大質量黑洞并合的完整生命周期，打開全新的觀測之窗。
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