天文學家發現90億光年外,怪獸級黑洞相互靠近:一次超大規模時空碰撞即將發生

天文學家發現90億光年外有一對超大質量黑洞已經靠近到了幾乎無以復加的地步。它們將在10000年內發生碰撞,兩個黑洞將會合并成一個。在天文學中,10000年可以說就是即將。

兩個黑洞一邊圍繞對方運行一邊靠近,這一過程已經持續了大約1億年。現在它們的公轉周期只有2年,意味著它們已經非常靠近。

藝術家筆下描繪的PKS 2131-021。Caltech

在今后10000年內,這兩個黑洞將會合并成一個。由于它們質量巨大,每一個的質量都相當于數億個太陽,合并將在時空中產生極為強烈的引力波濤,傳遍整個宇宙。由于事發地遙遠,事實上這次合并早已發生,只是引力波到達地球還要等一等。

這對名為PKS 2131-021的黑洞將讓科學家見識到什麼是超大質量黑洞的合并。自人類引力波天文台建立以來,已經收到了許多黑洞合并產生的引力波,但產生那些引力波的黑洞質量不過太陽的幾十倍,那些引力波只是時空中的小漣漪,與超大質量黑洞合并產生的引力波無法相比。超大質量黑洞合并產生的引力波,人類還從未收到過。

天文學家至今不明白,質量超級巨大的超大質量黑洞究竟是通過什麼樣的途徑形成的。有一種可能就是它們是由質量較小的黑洞一步步合并而成的。10000年內將要掃過地球的這道引力波,將為未來的人類(如果那時還有人類的話)提供解開這個謎團的寶貴線索。

PKS 2131-021是一對特殊的黑洞,它是一個「耀變體」。黑洞吞噬物質時吞掉的其實只是小部分。大部分物質會沿著黑洞的磁場導向黑洞的兩極并被拋出,形成以近光速飛行的高能噴流。如果這條噴流正對地球,那麼它就會顯得極端明亮。如果它的亮度不穩定,會發生閃爍,那它就是所謂的「耀變體」。

研究人員在觀測了大約1800個分散在宇宙各處的耀變體后發現,PKS 2131-021顯得有些不一樣:它的亮度變化呈現出極有規律的周期性。

結合PKS 2131-021的這一特點,研究人員挖掘了45年的歷史數據,最終作出了推論,認為那里可能存在著兩個黑洞,它們正互相牽扯著對方,以2年為周期旋轉。

如果這一發現經受住了后續的進一步驗證,那麼PKS 2131-021將是人類發現的第二對雙黑洞,也是黑洞之間距離更近的一對。2020年有科學家稱,在距離地球大約35億光年遠的一個星系中發現了一對雙黑洞。那對黑洞的公轉周期是9年,意味著它們之間的距離和PKS 2131-021比要遠一些。


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