超大质量黑洞对紧密伴生的直接证据找到
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Mrk 501星系中心双黑洞与双喷流艺术想象图。图片来源：物理学家组织网
科技日报北京4月9日电 （记者刘霞）德国马克斯·普朗克射电天文学研究所团队宣布，在马卡良501（Mrk 501）星系中心，发现了两颗超大质量黑洞紧密伴生的直接证据。这极有可能是人类首次观测到步入并合倒计时的超大质量黑洞对，为揭开星系演化核心机制提供了珍贵契机。相关成果发表于新一期《皇家天文学会月报》。
几乎每个大型星系的核心，都蛰伏着一个质量达太阳数百万至数十亿倍的超大质量黑洞。它们何以长成如此庞然巨物，一直是天体物理学的未解之谜。因此，“黑洞并合”被视为其质量跃升的关键路径。
理论预言，星系相撞时，其中心的黑洞亦会踏上“共舞”之旅：先相互绕转，继而螺旋靠近，最终合二为一。然而，这一阶段的理论模型仍如雾里看花，天文学家也迟迟未能捕获处于并合前夕、彼此极度贴近的黑洞对。
此次突破源于对Mrk 501星系长达23年的高分辨率射电观测。数据清晰揭示，该星系中心不仅存在一道早已为人所知的强劲喷流，更隐藏着第二道喷流的踪迹。首股喷流直指地球，看起来异常明亮；第二股喷流则指向偏侧，隐匿于主黑洞身后，极难捕捉。但团队观测到第二股喷流的喷发点呈现出规律的周期性位移——它仿佛绕主黑洞逆时针旋转，且周而复始。
通过解析喷流亮度的周期性涨落，团队推断，这对黑洞正以约121天的周期相互绕转。二者间距为日地距离的250至540倍。对于这些质量高达1亿至10亿倍太阳的“宇宙巨兽”而言，此等距离并非天堑而是“近邻”。受引力辐射影响，两者的轨道将持续缩小，理论推演显示，它们最快或在百年内完成最终并合。
因Mrk 501距地球极其遥远，即便以事件视界望远镜的分辨率，亦无法将双黑洞直接判断为两个独立天体。但双黑洞旋近会产生极低频的引力波。未来，若欧洲脉冲星计时阵列能捕获这一时空涟漪，将为实证超大质量黑洞并合的完整生命周期，打开全新的观测之窗。
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