中科院国家天文台发现超重双黑洞

在银河系附近一个星系的中心，天文学家发现了一对超重黑洞(特大质量的黑洞)。它们就如同一对滑冰运动员，围绕着彼此不断旋转。双黑洞产生的能量极其巨大，使得寄主星系中心的亮度大大强于星系中成千上万的恒星，科学家将其称为类星体。

由中科院国家天文台研究人员陆由俊、闫昌硕和美国俄克拉荷马大学戴新宇、北京大学于清娟组成的研究团队发现在距离地球最近的类星体 Markarian 231中隐藏着超大质量双黑洞。此番首次用连续谱的特征方法发现的证据确凿的双黑洞，为人类在宇宙中发现和确认更多双黑洞系统指出了新方向，并对理解星系和类星体的形成演化以及进一步研究引力波和基本引力理论具有重要意义。该项研究成果已发表在国际期刊《天体物理杂志》上。

天文学家发现了一对超重黑洞(特大质量的黑洞)

本次观测到的两个中央黑洞是在Markarian231星系发现的，这项发现也表明双黑洞系统可能比人们原先预想的要普遍。类星体是超重黑洞周围包含气体与尘埃的过热区域。它们的温度非常高，常常被认为是宇宙中最为耀眼明亮的物体，亮度可以达到它们的寄主星系的千万倍。但这种极度明亮的状态只占据星系整个寿命的一小部分，使之非常罕见。

Markarian231星系距离地球5。81亿光年，科学家们通过哈勃望远镜观察从Markarian231星系发出的紫外线，发现了双黑洞系统“极端且令人叹为观止的性质”。

这两个中央黑洞是在Markarian 231星系发现的

如果在该类星体中心只存在一个黑洞，那么由其附近炽热气体形成的吸积盘就会发射大量的紫外射线。然而，观测显示来自盘中心的紫外辐射骤然减弱。这一特征就为吸积盘上存在着一个巨大的绕中心黑洞旋转的面包圈洞结构提供了有力观测证据。基于动力学模型，对此光学紫外连续谱的最好解释就是吸积盘中心是由两个相互绕转的超大质量黑洞构成，它们将吸积盘内区物质扫除殆尽。中心主黑洞的质量约为1.5亿个太阳质量，而在圈洞内绕主黑洞旋转的次黑洞的质量则有4百万个太阳质量。次黑洞携带有一小吸积盘并发射紫外辐射。

根据来自中国科学院国家天文观测研究中心的路由俊介绍，寻找、证认双黑洞对理解星系和类星体的形成演化以及进一步研究引力波和基本引力理论都具有重要意义。尽管理论上预期在相当多的星系和类星体中心存在超大质量双黑洞，观测上有关双黑洞存在的证据仍很模糊、稀少。他们的这一发现不仅提供了在Markarian 231中存在密近超大质量双黑洞比较确凿的证据，而且也给出了利用类星体光学紫外连续谱辐射缺失这一新方法系统搜寻双黑洞的一个样板。

双黑洞

“我们的发现很可能会改变当前双黑洞的研究和搜寻的方向。通过对类星体光谱的系统研究很有可能会发现大量的双黑洞系统，从而极大地推动对双黑洞系统与其环境相互作用的物理过程、双黑洞绕转辐射的引力波的探测等方面的研究。”陆由俊说。

科学家相信较小质量的次黑洞可能是Markarian231星系合并后的较小星系的残留物，两个黑洞围绕彼此旋转一周大概需要1.2年的时间。而星系的合并则使Markarian231星系成为了一个富有巨大能量的星暴星系，其恒星形成率为银河系的100倍。这一组黑洞将会围绕彼此螺旋运动，并有可能在几十万年内发生碰撞。