新研究描述了在一个遥远星系中发现的意外双喷流，表明一对超大质量黑洞正处于碰撞边缘。

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毫无疑问，超大质量黑洞是宇宙中的庞然大物，其质量可达太阳的百万倍乃至数十亿倍。然而，它们如何成长为如此巨物仍是一个有争议的话题。科学家们认为黑洞通过相互并合来增长质量，但至今未能探测到一对近距离的彼此绕转的黑洞。如今，历经23年积累的观测数据或许终于能帮助解开宇宙中这些臭名昭著巨兽的谜团。

一个天文学家团队可能已经找到了首个直接证据，证明一对超大质量黑洞正在一个星系中心近距离相互绕转。这两个黑洞可能正处于一场史诗级碰撞的边缘，一旦碰撞，它们将合二为一。相关研究结果已被《皇家天文学会月刊》接收，即将发表。

看到双影

这一发现背后的团队由马克斯·普朗克射电天文学研究所的西尔克·布里岑领导，他们分析了星系马卡良501的高分辨率观测数据。这些观测数据涵盖了多种射电频率，是在长达23年的时间跨度内，于不同日期收集的。

数据揭示了一些引人入胜的现象：黑洞会发射出强大而狭窄的物质和能量束，以接近光速射入太空。科学家此前已拍摄到一股从马卡良501星系中心射出的喷流，但数据揭示了更令人惊奇的事实——从该星系射出的强力粒子喷流不是一股，而是两股。

确认直接成像显示一个星系发射出两股喷流，意味着其中心存在两个超大质量黑洞。布里岑在一份声明中说："我们寻找了这么久，结果完全出乎意料——我们不仅看到了第二股喷流，甚至还能追踪它的运动轨迹。"

轨道之舞

第一股喷流指向地球方向，因此看起来更亮。而令人惊奇的第二股喷流指向不同，使得它更难被探测到。

在短短几周的观测中，天文学家就注意到喷流发生了显著变化。第二股喷流从较大的黑洞后方开始，围绕它逆时针移动，并一遍又一遍地重复这一过程。布里岑解释说："评估这些数据的感觉就像在船上一样。整个喷流系统都在运动。一个双黑洞系统可以解释这一点：轨道平面在摇摆。"

2022年6月，该系统发出的辐射呈现出一个环状结构，即所谓的"爱因斯坦环"。这种现象发生在遥远天体的光线被弯曲成一个近乎完美的圆圈时。研究人员表示，这也帮助证实了双黑洞的存在，因为前方黑洞的引力透镜效应塑造了其后方第二股喷流的光线形状。

这两个黑洞大约每121天相互绕转一圈，彼此间的距离大约是日地距离的250到540倍。这看起来可能非常遥远，但对于两个如此尺寸的天体来说，已是相对较小的间距了。

根据数据，研究人员认为这两个黑洞可能在大约100年内并合。如果它们真的并合，其碰撞将产生极低频率的引力波。这些引力波可以被像脉冲星计时阵列这样超高灵敏度的射电望远镜探测到。

研究合著者、马克斯·普朗克研究所的研究员埃克托尔·奥利瓦雷斯在声明中说："如果探测到引力波，我们甚至可能看到随着这两个巨物螺旋靠近直至碰撞，其频率会稳步上升，这将为观察超大质量黑洞并合过程的展开提供一个难得的机会。"

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