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看,两个超大黑洞在跳舞

艾麦乐 发表于  2017-06-29 17:31

距离地球7.5亿光年的一个星系中心,有两个超大质量黑洞正在相互绕转。图片来源:Josh Valenzuela/新墨西哥大学

利用甚长基线阵列(VLBA)超敏锐的射电波“视力”,天文学家在距离地球大约7.5亿光年的一个星系中,首次探测到了一对超大质量黑洞相互绕转的轨道运动。

这两个黑洞,质量加在一起相当于太阳的150亿倍,彼此之间可能只隔了大约24光年,对于这样一个系统来说算是靠得特别近了。

美国新墨西哥大学的格雷格‧泰勒(Greg Taylor)说,“把这样一对黑洞分辨成两个天体,还能看到它们相对于彼此的运动,这是破天荒的头一次。因此,它们也成为了第一对黑洞‘视双星’。”

超大质量黑洞,质量相当于太阳的上百万倍到数十亿倍,存在于大多数星系的核心。两个如此庞大的黑洞共存于单个星系的中心,意味着这个星系过去曾与另一个星系发生过并合。在这种情况下,两个黑洞最终或许会合二为一,在此过程中产生强大的引力波,并将这种涟漪传向整个宇宙。

“我们认为,这个星系中的两个超大质量黑洞将会合二为一。”新墨西哥大学的研究生卡瑞诗玛‧班萨尔(Karishma Bansal)说,不过这一事件至少还要再过几百万年才会发生。

这个星系是一个椭圆星系,名为0402+379,以它在天空中的位置命名,最早在1995年被观测到。2003年和2005年,甚长基线阵列对它进行过观测。当时的观测表明,这个星系拥有两个核心,而非一个,因此泰勒及其同事在2006年得出结论,这个星系包含一对超大质量黑洞。

VLBA观测到的射电图像中,分辨出了这两个超大质量黑洞,被标为C1和C2。图片来源:新墨西哥大学

在最新的研究中,泰勒及其同事结合了2009年和2015年VLBA对这个星系所作的新观测,并重新分析了VLBA先前的观测数据。这顶研究揭示出这两个核心在运动,证实了两个黑洞确实环绕彼此旋转。科学家的初步计算结果表明,它们相互完成一圈旋转大约需要30 000年。

“我们需要继续观测这个星系,从而增进我们对于它们旋转轨道的理解,并更准确地测量这两个黑洞的质量。”泰勒说,“这对黑洞给我们提供了首次机会,能够研究这样一个系统如何相互作用。”

天文学家还希望发现其他类似的系统。通过星系并合将两个超大质量黑洞凑到一起,天文学家认为这样的过程在宇宙中普遍发生着,因此他们预期这样的超大质量双黑洞也应该很常见才对。

“现在,我们已经能够测量这样一对黑洞的轨道运动,这将激励我们去寻找其他类似的双黑洞。”班萨尔说,“或许,我们能找到其他更容易研究的双黑洞。”

甚长基线阵列,由遍布美国全境的10面碟形天线构成,协同工作时相当于一台超大射电望远镜,能够提供超清晰的射电成像观测。图片来源:NROA

甚长基线阵列,是美国甚长基线天文台的一部分,由10面240吨重的碟形天线构成,遍布在美国全境,从夏威夷一直分布到加勒比海的圣克罗伊岛。全部10面天线作为单台射电望远镜协同工作时,能够提供天文学观测领域最强大的解析能力。正是这一出众的分辨能力,让科学家能够对宇宙中的天体及其运动进行精细到极致的测量。对星系0402+379中这对双黑洞的研究就是一个典型的例子。

相关研究论文发表在6月27日出版的《天体物理期刊》(Astrophysical Journal)上。(编辑:Steed

编译来源

美国国家射电天文台网站,Astronomers Detect Orbital Motion in Pair of Supermassive Black Holes

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全部评论(23)
  • 1楼
    2017-06-29 19:26 VladimirKuzen

    能申请到这么先进的望远镜感觉真不错啊

    [0] 评论
  • 2楼
    2017-06-29 19:30 q68257962

    数量级跨度太大,理解起来很不适应。

    [0] 评论
  • 3楼
    2017-06-29 19:39 q68257962

    刚算了一下, 这样的黑洞史瓦西半径应该在0.1 ly 这个量级上。

    不晓得算得对不对。

    [0] 评论
  • 4楼
    2017-06-30 00:51 5美金

    需要释放多大的能量才能产生这样的引力波呢。

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  • 5楼
    2017-06-30 09:59 晨光01

    为什么不说一下“它们”什么时候能碰撞在一块儿。

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  • 6楼
    2017-06-30 11:28 薱你何止一句想

    如果

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  • 7楼
    2017-06-30 14:35 天降龙虾
    引用@晨光01 的话:为什么不说一下“它们”什么时候能碰撞在一块儿。


    引用文章内容:我们认为,这个星系中的两个超大质量黑洞将会合二为一。”新墨西哥大学的研究生卡瑞诗玛‧班萨尔(Karishma Bansal)说,不过这一事件至少还要再过几百万年才会发生。


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  • 8楼
    2017-06-30 14:41 天降龙虾
    引用文章内容:或许,我们能找到其他更容易研究的双黑洞。

    更容易研究,就意味着离得最好能更近些吧??这种规模的双黑洞,要是离得太近的话,它们合并时发出的引力波,恐怕能把整个银河系撕裂吧???

    科学家还真是看热闹不嫌事儿大。。。。。。。

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  • 9楼
    2017-06-30 17:00 凉雨思风
    引用@天降龙虾 的话:

    按这个说法应该是已经合并了,现在观测到的是大约7.5亿年前的情况...

    [2] 评论
  • 10楼
    2017-06-30 17:30 qufuliao
    引用@天降龙虾 的话:更容易研究,就意味着离得最好能更近些吧??这种规模的双黑洞,...

    引力波与普通物质相互作用太小了点……

    [0] 评论
  • 11楼
    2017-07-01 09:35 皮蛋瘦肉粥_47363

    我是小白,求问大神,我发现黑洞周边反而比其他地方都要光亮,是不是表明,在黑洞强大的吸引力下,聚集的星球互相碰撞爆炸发出大量光和热?

    [0] 评论
  • 12楼
    2017-07-01 13:54 天降龙虾
    引用@qufuliao 的话:引力波与普通物质相互作用太小了点……

    可也架不住它们质量大啊。。。何况,还有可能出现伽玛射线暴呢。。。。

    [0] 评论
  • 13楼
    2017-07-01 14:01 天降龙虾
    引用@凉雨思风 的话:按这个说法应该是已经合并了,现在观测到的是大约7.5亿年前的情况...

    光速是时空的测地线,严格说来没有什么“7.5亿年前”的情况吧???我们距离7.5亿光年,对我们而言,它们确实还没有合并。。

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  • 14楼
    2017-07-01 21:48 Navier-Stokes
    我是小白,求问大神,我发现黑洞周边反而比其他地方都要光亮,是不是表明,在黑洞强大的吸引力下,聚集的星球互相碰撞爆炸发出大量光和热?

    是物质在向黑洞下落时释放出的引力势能

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  • 15楼
    2017-07-02 10:53 多吃以求饱

    球球大作战?

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  • 16楼
    2017-07-02 14:12 Wicked老余

    两个黑洞相互之间是在一个圆周上运动吗?(假设是。彼此之间隔了大约24光年,转一圈30000年。难道他们切线速度比光速还快)

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  • 17楼
    2017-07-02 23:47 BH.chen

    突然在想75亿光年?我们看到的是75亿年前的景象吧,那现在那两个黑洞还在吗,会不会有新的文明,而新的文明看我们会不会也是像我们看这些黑洞或者遥远的星系一样

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  • 18楼
    2017-07-03 05:23 曾笑寒
    引用@BH.chen 的话:突然在想75亿光年?我们看到的是75亿年前的景象吧,那现在那两个黑洞还在吗,会不会有新的文明,而新的文明看我们会不会也是像我们看这些黑洞或者遥远的星系一样

    会呀,有道是“远梦归侵晓,家书到隔年”

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  • 19楼
    2017-07-03 10:08 漫原

    阴阳生死轮

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  • 20楼
    2017-07-03 12:30 无事生非之猫
    引用@Navier-Stokes 的话:是物质在向黑洞下落时释放出的引力势能

    我一直以为是引力聚焦……

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  • 21楼
    2017-07-06 08:37 已注销用户

    双子黑洞!
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  • 22楼
    2017-07-10 10:08 sqpgyIDC

    或许只是或许,并不是一定

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  • 23楼
    2017-07-14 11:56 瓶子里的恶魔01

    很少发言,求大神科普,距离7.5亿光年,请问我们用望远镜看见的情况是现在的样子还是7.5亿年前的样子。

    [0] 评论

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