遥远星系惊现：33对黑洞跳天体华尔兹

天文学家们发现，这个星系中心附近类似于活动星系核（AGNs）的两个明亮核对应两个超大质量的黑洞。（NASA /ESA）

1月4日，天文学家宣布发现遥远银河系中33对黑洞成双成对相互运行，像是在跳华尔兹舞。美国加州大学伯克利分校的科默福德（Julia Comerford）博士在美国天文学会于华盛顿召开的会议上演示了这一结果。天文学家表示这一发现极为重要，因为它表明，超大质量黑洞对比以前观测到的更为普遍，而且黑洞对可用于估计星系之间相互合并的频率。

据 Spacefellowship网报导，天文观测表明：1）几乎每一个星系都有一个超大质量的中央黑洞（其质量相当于太阳质量的100万至1亿倍）；2）星系通常发生碰撞，然后融合而形成新的，更大规模的星系。按照这两个观测来推断，两个星系之间的合并会将两个超大质量的黑洞带入新合并成的星系中。这两个黑洞逐步旋转着向这个星系的中心靠近，与周围的星球产生引力拉锯。结果就是黑洞们跳舞，由牛顿自己编舞（引力嘛）。预计我们的银河系30亿年后，当它与仙女座星系相撞时，可能会出现这种现象。

天文学家估计宇宙中有许多这样的华尔兹黑洞对，但这次发现以前，只有有限的几对被发现。科默福德博士和她的同事宣布发现了33对这样的超大质量黑洞对，这有助于缩小预期的和观察到的黑洞对在数量上的差距。

科默福德博士和她的同事观察到“起舞”的黑洞会有气体冲向它们，坍塌在其表面，然后这些气体会释放能量，供给黑洞，使其成为活动星系核（AGN）。这些能量点亮整个黑洞，使其看上去像一棵圣诞树。

在发现这些华尔兹黑洞对的过程中，该天文学家小组使用了两项新技术。首先，他们通过黑洞在其宿主星系的舞蹈速度确认了华尔兹黑洞。宿主星系正如舞厅的地板，当黑洞跳着舞远离望远镜的时候，天文学家们测量其红移光，当黑洞跳着舞靠近望远镜时，科学家们测量其蓝移光。

通过搜索作为黑洞起舞信号的红移和蓝移光，科默福德博士和她的同事在“深度2星系红移调查”中发现了32对华尔兹黑洞，这项调查是通过夏威夷莫纳克亚山上的凯克二望远镜的深成像与多目标摄谱仪观察了5万个星系。研究测定每个黑洞的舞速是数百公里每秒（每小时50万英里，或喷气客机巡航速度的800倍），以及在每种情况下测量到两个黑洞舞者之间的距离大约3000光年（太阳至银河系中心的1/8那么远的距离）。这些华尔兹黑洞对位于距离地球40至70亿光年的星系中。

研究小组因为偶然发现一个奇怪的星系而开发出查明华尔兹黑洞对的第二种方法。在目测哈勃太空望远镜高级探测相机拍摄到的图像时，研究小组发现一个星系带着一个潮汐似的拖尾，拖尾中有恒星、气体和尘埃，这些都是最近与另一个星系发生合并的明确无误的迹象，而且这个星系中心附近有二个明亮的核。研究小组确认这两个明亮的核可能是两个华尔兹黑洞的活动星系核，这样这个假说似乎得到潮汐拖尾表明的最近星系合并活动的支持。为了验证这一假说，第二天晚上，研究小组通过夏威夷莫纳克亚山上的凯克二望远镜的深成像与多目标摄谱仪获取了该星系的光谱。

研究小组获取的光谱显示，该星系的两个中心核体确实都是活动星系核，完全支持研究小组的假设，即该星系有两个超大质量黑洞。这两个黑洞有可能在宿主星系跳华尔兹，或者该星系可能有一个回弹的黑洞被引力波发射踢出了星系，要区分这些解释还需要更多观测。

该星系被命名为COSMOS J100043.15+020637.2，是宇宙演化的调查的一部份，距离地球40亿光年。研究人员测量出两个黑洞之间的距离是8000光年（太阳银河系中心距离的1/3）。

通过这两种方法（测定舞速和获取星系光谱），科默福德博士和她的同事共发现了遥远星系中33个超大黑洞对。这些发现意义重大，因为“他们表明，双黑洞系统比我们以前观察到的更为常见。”而这些超大质量的黑洞对反过来又可用于估计星系融合的频率，小组得出结论认为，从40亿年前至70亿年前之间，每亿年经历3 次合并。