研究小组估计，这对双星的质量是太阳的280亿倍，是有史以来最重的黑洞双星

天文学家在太空中一个意想不到的地方遇到了一对情侣。研究人员发现了有史以来最重的一对超大质量黑洞。这些大现象的总质量是太阳的280亿倍。这种结合的质量使它更加迷人。


两个超大质量黑洞的合并早已被理论化，但从未被直接观察到。这几乎就像发现一只罕见的独角兽。该理论表明，当两个星系合并时，它们驻留的黑洞相互啮合，最终合并为一个单一的实体。预计这些对将释放出强大的引力波。


为了解决这一理论，一组天文学家开始分析夏威夷双子座北望远镜的数据。他们的使命？解剖椭圆星系B2 0402+379中的一个超大质量黑洞双星，并在这样做的过程中揭示这些重量级人物看似停滞的舞蹈背后的宇宙秘密。



双子座北望远镜是美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台的一半，科学家可以仔细观察这对黑洞。



然而，B2 0402+379内的二元黑洞出乎人们的意料。研究小组发现，在超过30亿年的时间里，它只保持了24光年的距离。



在30亿年内相距24光年

为了更深入地研究，该团队深入研究了北双子座多目标光谱仪（GMOS）的档案数据，这是一种灵敏度非常高的设备，可以绘制黑洞周围超速恒星的地图。



斯坦福大学物理学教授Roger Romani解释道：“GMOS的卓越灵敏度使我们能够绘制出恒星在靠近星系中心时的速度图。”



他们研究的关键发现表明，黑洞双星的质量起到了引力障碍的作用。这阻止了人们期待已久的两个黑洞的合并。由于一个看不见的力场，它们能够迈出最后一步。



此外，研究小组还发现了暗示双星起源故事的线索，表明它是通过多次星系合并形成的。B2 0402+379，一个“化石星团”，是由整个星系团的恒星和气体合并成一个大星系的结果。



林博还是合并？

两个超大质量黑洞的存在源于来自不同星系的较小黑洞的合并。在星系合并之后，超大质量黑洞螺旋式地靠近，直到引力辐射接管，它们合并。



然而，在这对重量级的二人组中，它们巨大的体积几乎甩出了周围的所有物质，形成了一个引力空隙。罗曼尼指出：“由于这对恒星太重，需要大量的恒星和气体才能完成任务。”。



最紧迫的问题是，这对黑洞是否会无限期地保持不稳定，或者克服它们的引力辐射并合并。合并产生的引力波的潜在连锁反应可能是典型黑洞合并的一亿倍。



斯坦福大学本科生、该研究的主要作者Tirth Surti说：“我们期待着后续调查。这应该能让我们更深入地了解超大质量黑洞最终是否会合并，或者它们是否会作为双星滞留。”。



该团队的研究结果详见《天体物理杂志》。



研究摘要



我们报告了无线电源4C+37.11主机的整体场单元（IFU）测量结果。这个大质量椭圆包含唯一一个解析的秒差距双致密核，很可能是一个束缚的超大质量黑洞双星（SMBHB）。i波段测光和GMOS-N IFU光谱显示，该星系有一个大的rb=1弧5核心，恒星速度色散在影响半径rSOI≈1弧3内增加。对核心的Jeans各向异性建模分析推断出SMBHB的总质量为2.8（+/-0.8）x 10^10M，使其成为已知质量最大的黑洞系统之一。我们的数据表明，宿主星系的中心千帕秒差距受到了严重的冲刷。