2022年9月1日 星期四

一對互繞的超巨質量黑洞可能在三年內相撞合併

黑洞合併的模擬圖。Image©NASA Goddard 

天文學家發現十億光年外星系SDSS J1430+2303核心的光變型式非常可能是一對互繞,而且軌道衰減中的超巨質量黑洞,這兩個超巨質量黑洞的總質量約為太陽的2億倍,而它們終將相撞合併,而且可能就發生在未來三年內,這也將是觀察超巨質量黑洞合併的絕佳機會!

2015年,天文學家透過黑洞合併產生首次偵測到重力波,也開啟了天文觀測的全新視界。不過迄今為止所觀測到的類似事件都是恆星級黑洞的合併,因為LIGOVirgo就是針對這個質量範圍所設計,而質量自太陽數百萬倍到數十億倍的超巨質量黑洞,合併所產生的重力波頻率範圍則遠低於此。不過即使沒有適合的低頻重力波探測儀器,天文學家也可以透過電磁輻射目睹這個壯觀的事件。

目前科學家還不知道超巨質量黑洞是如何形成的,但其中一種可能的機制就是黑洞合併。幾乎每個星系中心都有超巨質量黑洞,有些還不只一個,在這些超大質量黑洞合併過程中,其互繞軌道會逐漸衰減,而天文學家就是從星系核心的光變週期推測出可能正在進行的雙黑洞合併事件。

由中國科技大學蔣甯所領導的研究團隊發現, J1430+2303核心的亮度變化週期在最近三年裡越來越短,從大約一年降低到一個月。當然除了雙黑洞外也有可能是其他原因造成,於是團隊尋找其他證據,透過X射線進行200天的觀測,中國廣州大學的竇立明團隊則從兩組不同儀器中均檢測到雙超巨質量黑洞軌道衰變時會有的高能X射線變化,信心水準達99.96%,而即使如此,仍然不能確認J1430+2303中就是雙超巨質量黑洞,而七月發表的另一篇電波觀測論文也無法100%確定。不過它奇特的現象的確是個有趣的謎,值得期待與密切關注。

Astronomy & AstrophysicsarXiv

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