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25亿光年外两颗8亿倍太阳质量的超级黑洞将发生碰撞

[摘要]科学家并不知道超大质量黑洞具体合并的确切时间,但由于系统辐射引力波,最终的碰撞不可避免。

腾讯科技讯 7月14日消息,据国外媒体报道,美国天文学家利用哈勃太空望远镜探测到距离地球25亿光年的两个超大质量黑洞将发生碰撞。这对超大质量黑洞位于一个“死亡”螺旋星系中。研究人员推测,这两个黑洞或许将继续相互靠近,在时空中发出所谓引力波的巨大涟漪。

这项研究发表在7月10日出版的《天体物理学杂志快报》上。研究报告称,这两个超大质量黑洞的质量是太阳的8亿倍。黑洞所处的星系SDSS J1010+1413由于异常明亮而引起了天文学家的注意。当天文学家们使用哈勃太空望远镜上最先进的宽视场照相机3进行观测时,他们发现了这两个超大质量黑洞。

超大质量黑洞通常位于星系的中心。在星系合并的过程中,它们最终开始了一场死亡之舞,以近乎无休止的“华尔兹舞”方式相互旋转,直至最终合并。然而,研究人员目前还不清楚黑洞合并所需要的时间,甚至不清楚它们是否会完成合并。

“我们不知道超大质量黑洞是否会合并,这对天文学研究来说是一大尴尬,”普林斯顿大学天体物理学教授、该研究合著者珍妮·格林(Jenny Greene)说。“对黑洞物理学的每个人来说,这是一个我们需要解决的长期观测难题。”

这个难题被称为“最后一秒差距问题”。一些天文学家认为,一旦两个超大质量黑洞相距足够之近,将它们的距离缩小到1秒(3.2光年),它们的旋转舞蹈可能会永远“跳”下去。

但这就是这两个黑洞以及引力波的由来。借助引力波物理学家的帮助,距离地球25亿光年的这对超大质量黑洞现象有助于完善诸如此类的成对黑洞该是什么样的。

“这是我们发现的第一对相距很近的超大质量黑洞,但很可能还有更多的成对黑洞有待发现,”来自普林斯顿天体物理科学系的论文合著者迈克尔·施特劳斯(Michael Strauss)表示。

物理学家们乐观地认为,100多个距离相近的超大质量黑洞将会发射引力波,让天文学家在未来五年左右的时间里探测到引力波的背景辐射。

如果天文学家能够探测到时空中不断波动的嗡嗡声,那就意味着引力波背景的存在,并排除了“最后一秒差距问题”问题。然而反过来也是一样的。

研究人员写道:“如果没有探测到引力波背景,这可能表明超大质量黑洞只有在超大时间尺度内才会合并,在许多次哈勃望远镜观测中,它们都是相距很近的双黑洞系统,这也就是所谓的’最后一秒差距问题’。”(腾讯科技编译/皎晗)

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责任编辑:quarkqiao
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