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科學家首次用新方法確認宇宙中存在雙黑洞
新華社北京9月2日電(記者吳晶晶)去年熱映的美國大片《星際迷航》讓人們對宇宙黑洞有了形象認識。而科學家們一直認為,宇宙中還存在“雙黑洞”,但尚不能完全證實其存在。
記者2日從中科院國家天文臺獲悉,由國家天文臺陸由俊、閆昌碩和美國俄克拉荷馬大學戴新宇、北京大學于清娟組成的研究團隊發現,在距離地球最近的類星體Markarian231中隱藏著超大質量雙黑洞。這是科學家首次用連續譜的特征方法發現證據確鑿的雙黑洞。該項研究成果發表在國際期刊《天體物理雜志》上。
黑洞是廣義相對論預言的宇宙空間內存在的一種奇異天體,即使光子也無法逃脫它的引力束縛。那什么是雙黑洞?陸由俊介紹說,雙黑洞是指相互繞轉的兩個黑洞組成的一個系統,就好比兩位花樣滑冰運動員在冰上不停旋轉。
他說,天文觀測表明絕大多數星系中心都存在超大質量黑洞。而大質量星系是由小質量星系合并形成的,星系合并就不可避免地產生超大質量雙黑洞。但實際上目前有關超大質量雙黑洞存在的證據十分稀少模糊,且存在爭議。
科研團隊分析了離地球最近的類星體Markarian231的連續譜,發現其具有“極端并且令人驚奇的性質”,正好可以用超大質量雙黑洞的相關理論來解釋。
“如果在該類星體中心只存在一個黑洞,那么由其附近熾熱氣體形成的吸積盤就會發射大量的紫外射線。但我們發現,觀測顯示來自盤中心的紫外輻射驟然減弱,這說明吸積盤中心可能是由兩個相互繞轉的超大質量黑洞構成,它們與吸積盤的相互作用會將吸積盤內區物質掃除殆盡,那么紫外輻射就會驟然減弱。”陸由俊說。
通過構建動力學模型并與觀測對比,研究團隊發現中心主黑洞的質量約為1.5億個太陽質量,而繞主黑洞旋轉的次黑洞的質量則有4百萬個太陽質量。它們的軌道周期為1.2年。雙黑洞的共同旋繞會發射引力波、損失能量,并最終在幾十萬年后碰撞。
陸由俊表示,這一發現為人類在宇宙中發現和確認更多雙黑洞系統指出了新方向。“宇宙中已有光譜測量的類星體20余萬顆。通過對類星體光譜的系統研究很有可能會發現更多的雙黑洞系統。而尋找、確認雙黑洞對理解星系和類星體的形成演化,以及進一步研究引力波和基本引力理論都具有重要意義。”(完)
編輯:鞏盼東
關鍵詞:宇宙中存在雙黑洞