摘要：超大质量黑洞——质量为太阳质量的 100,000 到 10 亿倍的宇宙泰坦——是宇宙中最可怕的现象之一。这些天体庞然大物可以吞噬整颗恒星，并释放出在浩瀚宇宙距离上可见的强大辐射洪流。然而，在最近的一项研究中，研究人员观察到了一些完全前所未有的事情：一对超大质量

在调查一个前所未有的神秘辐射信号时，天文学家可能发现了一对罕见的双星超大质量黑洞，它们具有真正可怕的胃口。

（图片来源：AiVreaSaStii / pixabay）

超大质量黑洞——质量为太阳质量的 100,000 到 10 亿倍的宇宙泰坦——是宇宙中最可怕的现象之一。这些天体庞然大物可以吞噬整颗恒星，并释放出在浩瀚宇宙距离上可见的强大辐射洪流。然而，在最近的一项研究中，研究人员观察到了一些完全前所未有的事情：一对超大质量黑洞吞噬了科学家们从未见过的巨大气体云。

这一发现是由一个奇怪的辐射信号实现的，为了解这些宇宙巨行星的行为以及它们与它们所居住的星系的关系提供了新的见解。

“从系统发出的光显示出每 60 - 90 天重复一次的振荡模式，这是第一次在活跃的星系核中观察到这种变化，”智利千年天体物理研究所和瓦尔帕莱索大学的天体物理学家、一项关于贪婪黑洞的新研究的主要作者洛雷娜·埃尔南德斯-加西亚 （Lorena Hernández-García），“在 X 射线、紫外线和光学频率中观察到这种模式，使这个系统独一无二。”

该信号被命名为 AT 2021hdr，于 2021 年 3 月由强大的地面光学勘测器 Zwicky Transient Facility 首次检测到。它起源于一个被称为 2MASX J21240027+3409114 的星系，位于大约 10 亿光年外的天鹅座北部。

起初，科学家们怀疑这个信号可能与更熟悉的现象有关，比如超新星或潮汐破坏事件，即黑洞将恒星撕裂。然而，该信号表现出一种非常不寻常的亮度振荡模式，在此类事件中没有观察到。这个有趣的异常现象促使研究小组更深入地研究该信号。

“四年多来，我们使用多波长仪器观察了系统的光线如何随时间变化，”Hernández-García 解释说。“该研究包括在西班牙、墨西哥和印度使用 Swift 卫星（X 射线和紫外线）、Zwicky Transient Facility（光学）、Very Long Baseline Array（无线电）和光学望远镜进行的观测。”

这些观测结果跨越了很宽的波长范围，证实了早先的结论，即信号的来源是陌生的。例如，它的 X 射线发射太强了，无法用团队考虑的任何常规候选者来解释。由于没有类似的信号来指导他们，研究人员转向理论模型来解开这个谜团。他们假设辐射是由一对超大质量黑洞消耗大量银河气体云产生的——之前通过计算机模拟探索过这种情况。

黑洞在潮汐扰动事件中撕裂恒星的插图（图片来源：NASA/JPL-Caltech）

基于对黑洞彼此之间以及与气体云相互作用的模拟，该团队发现，他们研究的信号与计算机模型的预测非常吻合——如果超大质量黑洞对和气体云具有特定特性的话。

“在与理论模型进行详细比较后，我们得出结论，该系统发出的光可以用双超大质量黑洞与质量大致相当于太阳的气体云相互作用来解释，”埃尔南德斯-加西亚说。“在这种情况下，两个黑洞将相隔 0.8 毫秒差距（大约一光日），大约每 130 天绕彼此运行一次，总质量约为 4000 万太阳质量，预计在大约 70,000 年内合并。”

尽管 AT 2021hdr 信号完全符合该团队的假设，但需要对类似系统进行额外观察才能巩固他们的结论。未来的数据将有助于改进超大质量黑洞在消耗星系气体时的行为模型。

“我们需要确认我们提出的情景，因此我们需要收集新数据并使用这些数据进行模拟，以探索我们的假设，”Hernández-García 说。

如果得到验证，这一发现可能会改变天文学家研究超大质量黑洞的方式，因为它提供了一种研究超质量黑洞演化及其在塑造星系中的作用的新方法。这些大质量天体与它们的宿主星系密切相关，更多地了解它们的摄食习惯可以为银河系的发展提供新的见解。

“寻找双超大质量黑洞是一项具有挑战性的任务，但从理论角度来看，预计它会出现在许多星系中心，”埃尔南德斯-加西亚解释说。“我们无法用现有的仪器解析这两个黑洞的事实意味着我们需要找到替代技术来通过其他方法探测它们。找到更多这样的信息将使我们能够研究星系如何随着时间的推移而合并和演化。

来源：科学创客