超大质量黑洞“掐架”常有发生
雷卫华说 , 这次发现的超大质量双黑洞距离我们只有8900万光年 , 是目前为止已发现的、距离地球最近的超大质量双黑洞系统 。
在此之前 , 科学家探测到离地球最近的超大质量双黑洞位于4.7亿光年之遥的星系NGC 6240 , 比NGC 7727远6倍左右 。 研究还发现 , NGC 7727本身就是两个小的漩涡星系在大约10亿年前“碰撞”的结果 。
雷卫华认为 , NGC 7727离地球如此之近 , 为科学家们提供了研究超大质量双黑洞绝佳机会 。
通过高分辨率光谱观测 , 可以分辨出黑洞周围的恒星动力学信息 。 科学家们首次直接测出这两个超大质量黑洞的质量 , 分别为1.5亿太阳质量和630万太阳质量 。 同时 , 分辨出这两个超大质量双黑洞相距只有500秒差距(约1600光年) 。
“这是首个用动力学方法 , 确认间距小于千秒差距的超大质量双黑洞系统 。 ”雷卫华说 。
间距如此之小 , 意味着NGC 7727中心超大质量双黑洞将会很快并合 。 雷卫华介绍 , 这个“很快”是相对宇宙演化而言 , 实际上在2.5亿年后 , 大概相当于太阳系绕银河系一周再次回到现在位置所需时间 , “我们肯定是无法见证这一壮观的并合过程 。 ”
事实上 , 科学家们不止一次发现即将并合的超大质量双黑洞系统 , 以及一些通过其它方式(多为利用双黑洞导致的简接效应)发现的候选体 , 但因观测的不确定性 , 这些源是否为超大质量双黑洞本身就存在较多争议 , 且这些源都离地球太远 , 由此对双黑洞间距、并合时间的估计更加不确定 。
雷卫华说 , 这次科学发现极具吸引力 , 一旦最终确认 , 具有重要科学意义 。 NGC 7727距离地球很近 , 且双黑洞距离正好处于最终通过引力波辐射而损失轨道角动量形成并合双黑洞之前的阶段 , 这个阶段对研究超大质量双黑洞系统演化至关重要 。 其自身蕴含着丰富的电磁辐射现象 , 可能出现如两个明亮的X射线核或射电核、周期性光变、双峰发射线等特征 。
同时 , 该发现也强烈暗示 , 在本地宇宙中 , 存在很多类似这样的超大质量双黑洞等待我们去发现 。 研究这些系统 , 对我们了解未来银河系与仙女座星系并合帮助很大 。
银河系“车祸”不会殃及地球
科学家们一致认为 , 并合的结果是在星系中心诞生一个质量更大的超大质量黑洞 , 这是黑洞增长形成超大质量黑洞的主要途径 。
雷卫华说 , 与恒星级双黑洞并合一样 , 星系中心超大质量双黑洞并合也会产生很强的引力波辐射 。 2016年 , 美国激光干涉引力波天文台首次直接探测到恒星级质量双黑洞并合产生的引力波事件(GW150914) , 开启了引力波天文学新纪元 。
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