來源：科技日?qǐng)?bào)

科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

德國馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)宣布，在馬卡良501（Mrk 501）星系中心，發(fā)現(xiàn)了兩顆超大質(zhì)量黑洞緊密伴生的直接證據(jù)。這極有可能是人類首次觀測到步入并合倒計(jì)時(shí)的超大質(zhì)量黑洞對(duì)，為揭開星系演化核心機(jī)制提供了珍貴契機(jī)。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》。

幾乎每個(gè)大型星系的核心，都蟄伏著一個(gè)質(zhì)量達(dá)太陽數(shù)百萬至數(shù)十億倍的超大質(zhì)量黑洞。它們何以長成如此龐然巨物，一直是天體物理學(xué)的未解之謎。因此，“黑洞并合”被視為其質(zhì)量躍升的關(guān)鍵路徑。

理論預(yù)言，星系相撞時(shí)，其中心的黑洞亦會(huì)踏上“共舞”之旅：先相互繞轉(zhuǎn)，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(xué)家也遲遲未能捕獲處于并合前夕、彼此極度貼近的黑洞對(duì)。

此次突破源于對(duì)Mrk 501星系長達(dá)23年的高分辨率射電觀測。數(shù)據(jù)清晰揭示，該星系中心不僅存在一道早已為人所知的強(qiáng)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(cè)，隱匿于主黑洞身后，極難捕捉。但團(tuán)隊(duì)觀測到第二股噴流的噴發(fā)點(diǎn)呈現(xiàn)出規(guī)律的周期性位移——它仿佛繞主黑洞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，且周而復(fù)始。

通過解析噴流亮度的周期性漲落，團(tuán)隊(duì)推斷，這對(duì)黑洞正以約121天的周期相互繞轉(zhuǎn)。二者間距為日地距離的250至540倍。對(duì)于這些質(zhì)量高達(dá)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(xù)縮小，理論推演顯示，它們最快或在百年內(nèi)完成最終并合。

因Mrk 501距地球極其遙遠(yuǎn)，即便以事件視界望遠(yuǎn)鏡的分辨率，亦無法將雙黑洞直接判斷為兩個(gè)獨(dú)立天體。但雙黑洞旋近會(huì)產(chǎn)生極低頻的引力波。未來，若歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列能捕獲這一時(shí)空漣漪，將為實(shí)證超大質(zhì)量黑洞并合的完整生命周期，打開全新的觀測之窗。