美國航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室日前發(fā)表公報(bào)說，美國科學(xué)家在距地球10億光年處觀測(cè)到極其罕見的三黑洞碰撞過程，每個(gè)黑洞分別位于一個(gè)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(tái)太空望遠(yuǎn)鏡以及多個(gè)天文臺(tái)均捕捉到這一罕見現(xiàn)象。這個(gè)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(shí)我們只是在觀測(cè)雙黑洞合并的現(xiàn)象，意外發(fā)現(xiàn)了這個(gè)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(cè)數(shù)據(jù)。美國斯隆數(shù)字巡天望遠(yuǎn)鏡對(duì)三星系碰撞進(jìn)行了成像。美國航天局廣域紅外線探測(cè)望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)顯示，星系在碰撞過程中發(fā)出強(qiáng)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(shí)，每個(gè)星系的中心會(huì)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(gè)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(huì)被氣體和塵埃遮蔽，使其難以通過光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來觀測(cè)，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(shí)別體積正在不斷增長的超大質(zhì)量黑洞，并顯示黑洞對(duì)其所處星系的影響。

“通過運(yùn)用這些天文臺(tái)的重要數(shù)據(jù)，我們找到了識(shí)別三黑洞合并的新方法。每臺(tái)望遠(yuǎn)鏡都提供了不同的線索。希望我們能運(yùn)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(shí)，其中的兩個(gè)黑洞會(huì)先合并成一個(gè)較大的黑洞，這個(gè)過程比雙黑洞合并更快，主要是因?yàn)榈谌齻€(gè)黑洞可以提供額外的拉動(dòng)力來加速另外兩個(gè)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(shí)，約有16%的黑洞合并會(huì)與第三個(gè)黑洞發(fā)生互動(dòng)。黑洞合并會(huì)產(chǎn)生“時(shí)空漣漪”，即引力波。

(記者譚晶晶)

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