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7.5亿光年外的时空中,或将发生人类无法想象的宇宙事件

星空天文  · 公众号  · 科学  · 2017-07-02 12:24

正文

一对相互环绕运行的超大质量黑洞。

新墨西哥大学


7.5亿光年外的时空中,或将发生人类无法想象的宇宙事件。那里有两个超级巨大的黑洞,正在迈向相撞、合并的最终命运。


黑洞有大有小。这里的大,指的是它们的质量。最大黑洞的有如宇宙中的怪兽。人们管它们叫超大质量黑洞。通常每一个星系的中心都有一个超大质量黑洞。它们的质量极大,银河系中心的超大质量黑洞并不算太大,但质量已经是太阳的400万倍。


虽然这些怪兽都很大,有许多还很活跃。它们吞食物质时会产生高能辐射。但总体上,我们还是很难直接发现它们,尤其是当我们使用传统的方法时。


不过最近美国国家科学基金会甚长基线望远镜阵列(VLBA)还是获得了一对超大质量黑洞的清晰“图像”。这对黑洞距离地球约7.5亿光年,位于一个椭圆星系内部。它们相互回旋着,显然是冲着合并而去的。


天文学家利用射电数据,测定了这两个黑洞间的距离,大约只有24光年。而它们的质量加在一起,达到了太阳的150亿倍。它们每回旋一次所需的时间大约是3万年。


这对超大质量黑洞所在的星系编号为0402+379。早在2003和2005年,人们就已经发现这个星系有两个“核”。而在追加了2009至2015年间获得的数据后,天文学家得以确定了这两个黑洞的运动方式。


星系拥有两个超大质量黑洞,最简明的解释就是这个星系曾与其它星系在不太久远的过去,发生过融合。而融合前的两个星系各有一个中心黑洞。


虽然并非所有星系的融合,都会导致它们中心黑洞的合并,但这两个黑洞看来终将如此。但现在还没有,而未来一段时间内也还暂时不会。这两个超大质量黑洞互相回旋,它们所携带的能量会在此过程中一点一点地,以引力辐射的方式失去。这种辐射也就是引力波。而它们合并时,在时空中产生的引力波信号,可能将比LIGO探测到的强大得多。(LIGO探测到的合并黑洞,只有几十个太阳质量。)


但这样成双成对的超大质量黑洞在宇宙中实际上相当常见。原因显而易见,因为星系的融合非常普遍。融合是星系成长的方式。年轻活跃的旋涡星系,会通过这种方式逐渐老去,最终变得死气沉沉。


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