大多数星系的中心都潜伏着一个超大质量的黑洞,但是一个离我们105亿光年远的星系看起来可能有两个黑洞——而且这两个黑洞可能在21年内撞到一起。如果观测结果得到证实,这两个黑洞将是已知的最接近的一对黑洞,它们即将发生的碰撞将为科学家们提供一个前所未有的机会,杏耀来观察极端物理学的运行。[视频:当黑洞碰撞时]
潜在的黑洞是不可能被直接观测到的。除了是黑的——也就是说,看不见——它们离地球太远,彼此又太近,用望远镜根本看不出来。但是科学家们发现了他们认为是这两个庞然大物在一起的标志。这些明显的黑洞存在于所谓的类星体中。类星体是一个星系,当质量被其中心的巨大黑洞吞噬时,就会释放出一股光的洪流。大多数类星体发出的光随着质量的增加或减少而随机闪烁。但是如果两个黑洞在核心,而不是一个,它们的轨道运动将会以一种有序的方式扰乱周围的气体,导致光线周期性地上升和下降。
马里兰大学帕克分校的研究生刘婷婷(音)分析了泛星1号(全景调查望远镜和快速反应系统)所观测到的316个类星体发出的光。泛星1号是位于夏威夷哈雷阿卡拉山上的泛星rs1望远镜对天空进行的一次扫描。她在光线中寻找周期性的模式,结果发现一个名为PSO J334.2028+01.4075的类星体有最好的证据证明存在周期性信号。据估计,黑洞或黑洞的总质量是太阳质量的30亿到300亿倍。“我们提出的这个候选者是如此紧密的分离,以至于他们实际上正在合并的过程中,”刘的研究小组的领导和一篇论文的合著者Suvi Gezari说,该论文宣布了他们的发现,并被天体物理学杂志《快报》接受发表。事实上,对于黑洞本身来说,即将发生的影响似乎会发生得更快。在他们的参照系中,他们将在7年内会聚。由于一种被称为宇宙时间膨胀的现象,由于宇宙的膨胀,在我们地球人看来,这次撞击将在21年后发生。“这是一个偶然的发现,”斯图尔特·夏皮罗说,他是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的理论天体物理学家,
杏耀平台经营之道 ,没有参与这项研究。“我们不知道还有哪位候选人(接近于合并)。但是,他补充道,“我对此持怀疑态度,即使它没有取得成功,可能还有更多的公司即将上市。”
天文学家期望随着泛恒星rs1的出现,以及其他类似的观测能够发现更多的双黑洞,这些观测能够随着时间的推移监测这些系统,并寻找周期性的光变化。夏皮罗使用计算机模拟来预测当巨大的黑洞融合时会发生什么。能够在太空中观测到这样一个天体,将为他和其他理论家提供一次宝贵的现实检验,以验证他们的计算结果。夏皮罗说:“当两个黑洞足够接近时,我们认为它们会突然一起俯冲并合并。”“这种暴跌和合并会产生一股引力波,当合并后的残余部分像铃铛一样响起时,引力波会减弱一段时间。“钟状的振动会发出螺旋状的引力波,这些波会拉伸和收缩时空结构。
这种涟漪可以被所谓的脉冲星计时阵列探测到,杏2杏耀脉冲星计时阵列使用称为脉冲星的旋转恒星作为自然时钟来寻找引力波的干扰。脉冲星有规律地旋转,像灯塔的光束一样将光束扫出。如果引力波穿过太空,它们发出的光可能会偏离预定时间。通过比较宇宙中许多脉冲星的时间,天文学家可以确定引力波的来源和时间。“现在我们没有敏感性检测系统(PSO J334.2028 + 01.4075),但我们发现越来越多的通过各种调查这是潜在的冰山一角,“西门子威斯康星-密尔沃基大学的泽维尔说,北美Nanohertz天文台的引力波(NANOGrav)脉冲星计时项目数组。他补充道:“这个系统可能是我们可以用下一代射电望远镜探测到的东西,”“像平方公里阵列这样的东西”将于2025年左右在南非和澳大利亚开始使用。
PSO J334.2028+01.4075是否真的是一个双黑洞还是一个悬而未决的问题。加州理工学院的天文学家George Djorgovski最近发现了另一个候选的双后孔类星体,他对此并不信服。“我对他们的分析和主张表示怀疑,”他说。他警告说,Pan-STARRS1的调查只在少数情况下观察到有问题的系统,所以光的明显变化可能是偶然的。此外,在如此小的初始样本(316个类星体)中发现如此罕见事件的可能性很低。他补充道:“在它们声称的如此近距离分离的情况下捕获一对的几率——它们将在数年内合并——很可能不到百万分之一。”“刘等人一定会非常非常幸运。”
天文学家不应该等太久才发现。刘和她的同事计算出,类星体的光线在一个大约542天的常规周期内波动,这意味着即将得到的数据应该很快就会确认或否定这种模式。Gezari说:“测试这种周期性波动在未来的持久性是一件非常容易的事情。”“如果有两个黑洞开始相互螺旋运动,那么它们的周期应该会越来越小。我们可以把它看成是时间的函数。如果这一模式能够持续下去,天文学家们将有机会亲眼目睹大自然中最极端的事件之一。