三黑洞合并：宇宙級"追尾"現(xiàn)場被首次目擊

想象一下，三個各自帶著數(shù)十億太陽質(zhì)量的巨型黑洞，正拖著各自的星系緩緩靠近，最終要撞成一團。這種場面不是科幻設(shè)定——天文學(xué)家最近真的拍到了。

美國華盛頓特區(qū)海軍研究實驗室的Emma Schwartzman團隊發(fā)現(xiàn)，三個星系中心的超大質(zhì)量黑洞正在合并成一個系統(tǒng)。這三個黑洞都處于"活躍進食"狀態(tài)，不斷吞噬周圍物質(zhì)并釋放能量。更罕見的是，它們都在發(fā)射無線電波——這是此前從未見過的現(xiàn)象。

"星系參與越多，這類系統(tǒng)就越稀有，"Schwartzman說。目前天文學(xué)家只觀測到約150對正在合并的星系級黑洞，三黑洞系統(tǒng)更是鳳毛麟角。

為什么難找？原因很實在。黑洞合并過程相對于黑洞本身的壽命極其短暫，堪稱"瞬間"；而且只有正在瘋狂進食的黑洞才容易被探測到，而"開飯"的黑洞本身就不多。雙重篩選下來，能撞見一次已是運氣。

Schwartzman團隊利用兩個射電望遠(yuǎn)鏡——夏威夷的甚長基線陣列和新墨西哥州的甚大陣——捕捉到了這些黑洞發(fā)出的低頻射電波。這類波長的優(yōu)勢是能穿透遮擋可見光的塵埃，讓團隊排除了光線來自恒星密集星系等其他來源的可能。

"真正有趣的是這三個黑洞都在射電波段發(fā)光，我們以前從沒見過這種情況，"Schwartzman補充道，"沒人能保證黑洞一定會在這個波段輻射。"

意大利佛羅倫薩大學(xué)的Isabella Lamperti指出，三個星系已經(jīng)開始相互作用，但還處于早期階段：其中兩個星系相距約7萬光年，第三個則在30萬光年外。不過德國魯爾大學(xué)波鴻分校的Emma Kun打了個比方：相對于它們數(shù)十億年的壽命，我們現(xiàn)在看到的已經(jīng)是"星系合并肥皂劇的大結(jié)局"。

模擬三個活躍超大質(zhì)量黑洞的合并極其困難，Kun表示。但觀測這個真實系統(tǒng)能幫助物理學(xué)家理解更復(fù)雜的合并過程會發(fā)生什么。"這是找到該系統(tǒng)物理規(guī)律的第一步，"她說。

這項研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。