寻找成对的怪物黑洞

当星系碰撞时,这不是一件轻而易举的事情,但它确实需要数百万年。在这段时间里,两个巨大的恒星系统慢慢地合并在一起,它们的引力将它们拉得更近。每个星系的中心都有一个超大质量黑洞,该黑洞的质量是太阳质量的数百万甚至数十亿倍。星系合并后,这两个黑洞最终应该会找到彼此,并进入围绕它们共同重心的轨道。其结果是宇宙中最极端的现象之一,即超大质量黑洞双星。但迄今为止,还没有发现任何情况。

来源:英国物理学家网首页
一些著名的相互作用星系的蒙太奇。图片来源:NASA、ESA、哈勃遗产

当星系碰撞时,这不是一件轻而易举的事情,但它确实需要数百万年。在这段时间里,两个巨大的恒星系统慢慢地合并在一起,它们的引力将它们拉得更近。每个星系的中心都有一个超大质量黑洞,该黑洞的质量是太阳质量的数百万甚至数十亿倍。星系合并后,这两个黑洞最终应该会找到彼此,并进入围绕它们共同重心的轨道。其结果是宇宙中最极端的现象之一,即超大质量黑洞双星。但迄今为止,还没有发现任何情况。

尽管已有数十年的理论预测,但令人沮丧的是,这些二元系统的证明仍然难以捉摸。由马丁·G·H·克劳斯 (Martin G. H. Krause) 领导的一个国际天文学家小组最近进行了一项审查,研究了这些难以捉摸的对的证据的当前状态,汇集了整个电磁频谱的观测结果,并探索了当这些系统螺旋式走向最终合并时我们可能会看到什么。

电磁频谱

理论认为,超大质量黑洞双星的形成遵循一条可预测的路径。两个星系合并后,每个祖星系的黑洞通过称为动力摩擦的过程沉向新合并星系的中心。当每个黑洞穿过星系时,它会将能量转移到附近的恒星和暗物质,并逐渐失去动量。最终,这两个黑洞发现它们彼此绕行的距离为数千光年,然后是数百光年,然后可能会缩小到仅几光年。

附近的星星 暗物质 已发布 arXiv 引力波 星系 双黑洞 超大质量黑洞

更多信息:Martin G. H. Krause 等人,超大质量黑洞双星的证据,arXiv (2025)。 DOI:10.48550/arxiv.2510.07534