两个超大质量黑洞正朝着碰撞的轨道前进

这两个黑洞有可能在下个世纪内合并。 图片来源：uux.cn/Deposit Photos

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：超大质量黑洞根本说不通。天体物理学家知道，通过标准气体吸积达到其不可理解的比例所需的时间远超数学上可能的范围。尽管如此，它们几乎在每个大型星系的中心都能清晰观测到。那么它们是如何长得这么大的呢？

最可能的解释是，超大质量黑洞在银河碰撞过程中，两个较小的黑洞相撞时才达到了它们的大小。多年来，这一理论一直只是一个理论。然而，德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的一个团队现在提供了首次清晰地观察到遥远星系中心的一对超大质量黑洞。正如他们在发表在《皇家天文学会月报》上的一项研究中解释的，这对组合正朝着迎面相撞飞驰。

马卡里安501（Mrk 501）是位于大力神座中的一个椭圆星系，也是突破点。研究人员在23年间通过数十次观测记录了一系列射电频率。像许多其他星系一样，Mrk 501具有一股超强粒子喷流，这些粒子以接近光速从黑洞喷射出来。Mrk 501的喷气机特别明亮，因为它朝向地球，便于研究。

研究人员在多年来的观测数据中开始注意到一些奇怪现象。虽然朝向不同，但越来越明显的是，从Mrk 501的核心发射的不是一台喷射器，而是两股喷射器。几周内，天文学家追踪到第二喷流从第一喷流后方开始，随后逆时针绕其移动。2022年6月，辐射看起来极其歪斜，几乎呈圆形——这种情况被称为爱因斯坦环。研究人员认为，最可能的解释是该系统曾短暂且完美地与地球对齐。在此期间，第一个黑洞的引力透镜使第二个喷流的光线在其背后弯曲。

图形显示了银河系 Mrk 501 中心区域，频率为 43 吉赫兹，分布在三天。轮廓表示发射强度，灰色圆圈则标记喷流内的明亮区域，通过模型计算识别。可以通过跟踪这些区域的运动来追踪喷流的运动。之前已知的喷气流（喷气1号，橙色导引线）指向地球清晰可见。新发现的第二架喷气机（Jet 2，蓝色）在几周内发生了变化。这两种粒子流都起源于银河系核心中彼此接近。与喷气1号相关的黑洞（BH）位置用箭头标记。图片来源：uux.cn西尔克·布里岑

“我们找了很久，结果不仅看到了第二台喷流，甚至还能追踪它的运动，这让我们完全出乎意料，”研究合著者兼天文学家西尔克·布里岑在一份声明中说。

经过多次重复的亮度周期，布里岑及其同事估计黑洞每121天相互绕行一次。它们之间的距离是地球到太阳距离的250–540倍。这听起来可能像是很长的距离，但对于质量在太阳1亿倍到10亿倍之间的宇宙天体来说，这个距离实际上非常接近。它们已经非常接近，百年后有可能合并。

遗憾的是，很可能没人能见证真正的盛大结局。这两个黑洞距离地球超过4.4亿光年，即使用天文学最先进的工具也密不可分。随着他们彼此靠近，这一点只会变得越来越难以察觉。话虽如此，双喷流发射仍是迄今为止最有力的证据，证明超大质量黑洞通过合力增长。如果属实，这对组合最终将开始发射极低频且可探测的引力波——进一步证明了这场惊人的相遇。