美國航天局噴氣推進(jìn)實驗室日前發(fā)表公報說，美國科學(xué)家在距地球10億光年處觀測到極其罕見的三黑洞碰撞過程，每個黑洞分別位于一個星系中央，該系統(tǒng)也是迄今發(fā)現(xiàn)的三星系合并產(chǎn)生超大質(zhì)量黑洞的最有力證據(jù)。

美國航天局的3臺太空望遠(yuǎn)鏡以及多個天文臺均捕捉到這一罕見現(xiàn)象。這個三星系合并系統(tǒng)被稱為“SDSS J084905.51+111447.2”。相關(guān)論文發(fā)表在新一期美國《天體物理學(xué)雜志》上。

美國喬治·梅森大學(xué)研究人員、論文主要作者瑞安·法伊弗爾說：“當(dāng)時我們只是在觀測雙黑洞合并的現(xiàn)象，意外發(fā)現(xiàn)了這個三星系碰撞系統(tǒng)。這是迄今發(fā)現(xiàn)的三星系合并產(chǎn)生超大質(zhì)量黑洞的最有力證據(jù)。”

發(fā)現(xiàn)這一系統(tǒng)需要結(jié)合地面和太空望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù)。美國斯隆數(shù)字巡天望遠(yuǎn)鏡對三星系碰撞進(jìn)行了成像。美國航天局廣域紅外線探測望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)顯示，星系在碰撞過程中發(fā)出強烈的紅外線光。錢德拉X射線天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，當(dāng)星系合并時，每個星系的中心會釋放X射線，這正是天文學(xué)家認(rèn)為黑洞所處的位置。錢德拉望遠(yuǎn)鏡和核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列還發(fā)現(xiàn)其中一個黑洞周圍有大量氣體和塵埃，這是黑洞合并的典型特征。

位于星系中央的黑洞通常會被氣體和塵埃遮蔽，使其難以通過光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來觀測，但上述天文望遠(yuǎn)鏡接收的紅外線和X射線可以穿透氣體和塵埃，揭開黑洞的神秘面紗。

美國加利福尼亞大學(xué)里弗賽德分校研究人員、論文共同作者克里斯蒂娜·曼扎諾·金表示，光譜數(shù)據(jù)包含了大量有關(guān)星系的信息，可用于識別體積正在不斷增長的超大質(zhì)量黑洞，并顯示黑洞對其所處星系的影響。

“通過運用這些天文臺的重要數(shù)據(jù)，我們找到了識別三黑洞合并的新方法。每臺望遠(yuǎn)鏡都提供了不同的線索。希望我們能運用相同的方法發(fā)現(xiàn)更多的三黑洞合并現(xiàn)象。”法伊弗爾說。

科研人員表示，雙黑洞和三黑洞都非常罕見，這是星系合并的自然結(jié)果，也是星系成長和演化的過程。據(jù)介紹，三黑洞合并的方式與雙黑洞不同。當(dāng)三黑洞合并時，其中的兩個黑洞會先合并成一個較大的黑洞，這個過程比雙黑洞合并更快，主要是因為第三個黑洞可以提供額外的拉動力來加速另外兩個黑洞的合并。

電腦模擬結(jié)果顯示，宇宙中超大質(zhì)量黑洞發(fā)生碰撞時，約有16%的黑洞合并會與第三個黑洞發(fā)生互動。黑洞合并會產(chǎn)生“時空漣漪”，即引力波。

(記者譚晶晶)

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