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巨大黑洞即將碰撞:爆炸規模超1億倍超新星

天文學家發現,在一個遙遠星系中央存在着兩個黑洞組成的「死亡螺旋」。這兩個超大質量黑洞將在約100萬年內互相碰撞,爆發出1億倍於超新星的能量。右圖為放大圖像,顯示出較小的黑洞通過加熱周圍的氣體而發出光線。

雙黑洞互相環繞運行的時速在4700萬英里(約合7564萬公里)以上。它們這種「纏繞運動」會在時空曲率中以波的形式傳播出擾動,即引力波。超重雙黑洞是目前宇宙中最強的引力波源,上圖為藝術家筆下黑洞的合併情景。

北京時間9月21日消息,據英國《每日郵報》報道,天文學家發現在一個遙遠星系的中央,有兩個超大質量黑洞互相圍繞對方運動,即將進行一次巨大規模的碰撞,這或許將成為宇宙中最為震撼的爆炸事件之一。

這兩個黑洞互相盤旋的空間比我們所處的太陽系大不了多少,其運行速度約為光速的7%。天文學家預計,它們可能會在不到100萬年的時間內碰撞到一起,所爆發出來的能量將超過1億顆超新星。

天文學家將這個雙黑洞命名為「PG1302-102」。今年1月份,天文學家注意到在一個星系中心處,出現了一個非同尋常的紫外光亮點,由此第一次發現了這個雙黑洞的存在。目前,科學家正利用美國航空航天局(NASA)的星系演化探測器(Galaxy Evolution Explorerer,Galex)和哈勃太空望遠鏡的紫外線數據,對過去20年裏的光模式進行追蹤。

天文學家發現,這兩個黑洞正發射出一種奇特的周期性光模式,其中一個黑洞正在吸收比另一個黑洞更多的物質,並加熱周圍的物質,釋放出能量。研究者還發現,這個黑洞環繞另一個黑洞運行一周的時間為5年。通過研究這些黑洞在最後時刻——在宇宙時間的尺度上——的變化,有助於我們對引力波的探索。

這兩個黑洞將越來越靠近,形成一個「死亡螺旋」,並在時空曲率中傳播擾動,即引力波。如果能觀測到這一現象的證據,將有助證實愛因斯坦在大約100年前提出的有關引力的理論。

哥倫比亞大學的天文學家佐爾坦·海曼(Zoltán Haiman)領導了這項研究,他說:「我們正在加強自己的理論,對該系統中發生的一切進行解釋,並且開始有了更深入的了解。」

兩個黑洞的「糾纏舞蹈」還發射出一種奇特的光信號,每隔5年就會變亮。這是「藍移」效應導致的結果,當光朝着我們的方向傳播時,會被擠壓到更短的波長上,這與警車朝我們駛來時警笛聲會變得頻率更高類似。

另一個原因可能與黑洞的巨大速度有關。亮度較高的黑洞其運行速度接近光速的7%,即大約4700萬英里(約合7564萬公里)的時速。以這樣的速度,光的能量會增大,亮度也會增強。

有關該研究的結果發表在近期的《自然》(Nature)雜誌上。論文第一作者、哥倫比亞大學的天文學家丹尼爾·德奧拉齊奧(Daniel D'Orazio)及其同事對上述效應進行了模型研究,並對紫外光下觀測到的情景進行了預測。

他們認為,如果這種周期性可見光的亮、暗模式是來源於相對論性增強效應的話,那同樣的現象也應該出現在紫外光中,但放大了2.5倍。

德奧拉齊奧說:「這就像一隻60瓦的燈泡突然間變成了100瓦的亮度。由於黑洞的光加速離我們而去,它看起來就像一隻昏暗的20瓦燈泡。」天文學家希望這些發現能有助於了解宇宙其他地方黑洞的形成機制。

責任編輯: 林億  來源:新浪科技 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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