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天文学家新发现:马卡良501星系或藏一对百年内将合并超大质量黑洞

   时间:2026-06-07 15:44:18 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

国际天文学团队通过追踪马卡良501星系中心的两股粒子喷流,首次捕捉到超大质量黑洞双星系统的直接证据。研究显示,该星系核心存在两个质量介于1亿至10亿倍太阳之间的黑洞,它们以每121天为周期相互绕转,轨道距离仅为地日距离的250至540倍。这一发现已发表于《皇家天文学会月刊》,为理解超大质量黑洞的成长机制提供了全新视角。

主导研究的波恩马克斯普朗克射电天文学研究所科学家西尔克·布里岑指出:"我们长期寻找第二个黑洞的迹象,而这次观测完全超出预期——不仅发现了第二股喷流,还能追踪其运动轨迹。"研究团队通过分析43吉赫兹频率下的射电观测数据,绘制出星系核心区域的三维动态图。图中清晰显示,两股喷流均源自星系核心的相邻位置,其中朝向地球的喷流因多普勒效应显得异常明亮,而另一股指向不同方向的喷流则因角度问题长期隐匿。

在持续数周的观测中,研究人员记录到第二股喷流出现显著形态变化。这股喷流从主黑洞后方浮现,以逆时针方向呈现周期性摆动。布里岑比喻道:"观测数据给人的感觉就像置身摇晃的船只,整个喷流系统都在运动。"这种异常动态现象,恰好与双黑洞系统的轨道平面晃动理论相吻合。

最令人震撼的发现出现在特定观测时刻:系统辐射路径发生极端扭曲,形成完美的爱因斯坦环。这一现象被解释为双黑洞系统与地球精确对齐时产生的引力透镜效应——前景黑洞弯曲了后方喷流的光线,使其呈现环状结构。该发现不仅验证了爱因斯坦广义相对论的预言,更成为确认双黑洞系统存在的决定性证据。

尽管马卡良501距离地球达5亿光年,现有望远镜无法直接分辨这对黑洞,但科学家通过喷流亮度变化和位置偏移,精确计算出它们的轨道参数。研究显示,这对黑洞正以每秒数百公里的速度相互靠近,预计最快在100年内完成合并。合并过程中释放的引力波频率极低,需通过脉冲星计时阵列(PTA)进行探测。目前欧洲脉冲星计时阵列已记录到引力波背景信号,而马卡良501系统正是解释这些信号的最有力候选源之一。

合著者赫克托·奥利瓦雷斯强调:"如果探测到引力波频率随时间上升,将直接证明超大质量黑洞合并过程正在发生。这为我们观察宇宙中最剧烈的天体碰撞事件提供了前所未有的机会。"该发现不仅改写了超大质量黑洞双星系统的观测史,更可能开启通过引力波研究星系演化的新纪元。

 
 
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