茫茫宇宙 ， 无数星系与黑洞穿梭 ， 它们是自得其乐、相安无事 ， 还是暗自较量、剑拔弩张？
近日 ， 有科学家发现 ， 在距离地球约8900万光年的宝瓶座NGC 7727星系中心 ， 隐藏着一对即将并合的超大质量黑洞 。 在华中科技大学物理学院教授雷卫华看来 ， 这意味着 ， 一场目前离地球最近的“宇宙车祸”在所难免 ， 伤亡情况会如何 ， 可能需要亿万年时间守候观测 。
【车祸|“宇宙车祸”经常发生！黑洞“掐架”会不会伤及星系？】星系或都“藏匿”超大质量黑洞
“同星系中两颗恒星会发生并合一样 ， 星系团中的星系发生‘碰撞’的概率也很高 。 ”雷卫华说 ， 两个天体相互碰撞的概率与它们分布的密集程度有关 ， 可以用两个天体的平均距离与天体直径的比值来反映 ， 比值越大则越稀疏 ， 发生碰撞概率越小 。
雷卫华介绍 ， 对于太阳系内的行星而言 ， 这个比值约为十万 ， 银河系中恒星的比值约为百万 ， 而星系团内星系之间的平均距离大约仅是星系直径的几十倍 ， 相对而言分布更为密集 ， 相互碰撞的概率更高 ， 这在宇宙中十分普遍 。
科学观测表明 ， 很多星系中心都“藏匿”有百万到百亿太阳质量的超大质量黑洞 。 如观测银河系中心数十颗恒星的运动 ， 通过恒星动力学方法测定银心存在一颗约400万个太阳质量的黑洞 。
针对星体来说 ， 只有超大质量黑洞才能较高效率把吞噬物质的引力能转变为辐射 ， 方可解释这种极端天体 。
“越来越多证据表明 ， 可能每个星系中心都隐藏着一颗超大质量黑洞 。 ”雷卫华表示 ， 早在2017年 ， 天文学家便利用视界望远镜 ， 首次拍摄到距离地球5600万光年的M87星系中心超大质量黑洞（约60亿太阳质量）的阴影 。
雷卫华说 ， 更大的新星系伴随星系“碰撞”产生 ， 星系中心将形成间距1到100千秒差距（1秒差距约为3.26光年）的超大质量双黑洞系统 。
目前 ， 科学家们观测这类超大质量双黑洞 ， 主要有以下几种直接或间接方式：通过高分辨率多波段观测 ， 或是双黑洞轨道进动导致特性星系的形态 ， 或是稍小黑洞穿过大黑洞吸积盘时所产生的准周期性光变 ， 或是双黑洞产生的谱线双峰结构 ， 或是双黑洞潮汐瓦解形成的间歇性光变等 。
随后 ， 超大质量双黑洞系统的演化分为三个阶段 。 首先 ， 双黑洞各自与周围物质和恒星相互作用 ， 逐渐靠近；其次 ， 通过动力学摩擦和抛射恒星等过程 ， 双黑洞距离进一步减小 ， 但随着周围恒星被逐渐抛射掉 ， 双黑洞靠近变得越来越困难 ， 形成“最终秒差距问题” ， 可以通过考虑星系并合形成非球对称物质分布等方式解决；最后 ， 如果两颗黑洞靠得非常近 ， 其轨道演化将由引力波辐射主导 ， 导致超大质量双黑洞快速演化直至最终发生并合 。
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