科学探索|天文学家发现两个超大质量黑洞正在向大灾难性碰撞发展天文学家发现两个超大质量黑

质量为太阳数百万至数十亿倍的超大质量黑洞位于大多数星系的中心，天文学家们急于知道这些庞然大物是如何形成的。虽然他们认为大多数是由两个较小的超大质量黑洞之间的至少一次合并产生，但科学家们缺乏能够提供这一猜想的观察，因为他们只发现了一对正在合并途中的超大质量黑洞。

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一项新研究可能会改变这种情况。观察一个超大质量黑洞的研究人员报告称，有迹象表明它有一个紧密环绕的同伴。这个巨大的二人组--被称为双胞胎--约每两年就会相互环绕一次。

如果研究小组是正确的，那么这个双星的轨道直径是其他唯一已知的超大质量双星1/10到1/100 ，而这对双星将在大约1万年后合并。这似乎是一个很长的时间，但这种大小的黑洞总共需要约1亿年的时间才能开始相互运行并最终走到一起。因此，这对黑洞已经完成了99%以上的碰撞过程。
NASA南加州喷气推进实验室的Joseph Lazio 和Michele Vallisneri对超大质量黑洞在双星系统中的表现及如何解释无线电数据进行了深入探讨。

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这个超大质量黑洞可能有一个来自于地球上射电望远镜的观测的同伴证据。黑洞不发光，但它们的引力可以将热气盘聚集在它们周围并将其中一些物质喷射到太空。这些喷流可以延伸到数百万光年。指向地球的喷流比指向远离地球的喷流看起来要亮得多。天文学家将喷射口朝向地球的超大质量黑洞称为炽热星，而一个名为PKS 2131-021的炽热星是这篇最新论文的核心。
PKS 2131-021距离地球约90亿光年，是帕萨迪纳加州理工学院的一组研究人员13年来一直跟北加州欧文斯谷射电天文台一起监测的1800个炽热星体之一。但这个特殊的炽热星体表现出一种奇怪的行为。它的亮度显示出有规律的起伏，就像时钟的滴答声一样可以预测。
【科学探索|天文学家发现两个超大质量黑洞正在向大灾难性碰撞发展】研究人员现在认为，这种有规律的变化是第二个黑洞拉扯第一个黑洞的结果，因为它们会大概每两年就会围绕对方运行一次。PKS 2131-021中的两个黑洞中的每一个估计都是我们太阳质量的几亿倍。为了证实这一发现，科学家们将尝试探测来自该系统的引力波--空间涟漪。2016年，科学界宣布了对来自黑洞双星的引力波的首次探测。
为了确认这些振荡不是随机的也不是黑洞周围的临时效应的原因，研究小组不得不把目光投向Owens天文台的十年（2008年至2019年）数据之外。在了解到另外两个射电望远镜也研究了这个系统--密歇根大学射电天文台（1980年至2012年）和Haystack天文台（1975年至1983年）--之后，他们挖掘了额外的数据并发现它跟关于该炽热星的亮度应该如何随时间变化的预测相吻合。
“这项工作证明了坚持不懈的重要性， ”Lazio说道， “花了45年的无线电观测才产生了这个结果。全国各地不同观测站的小型团队周而复始、月而复始地采集数据使这成为可能。”