科学家挖宇宙里那些藏着的秘密把超大质量黑洞双星系统的面纱彻底掀开了

宇宙里藏着不少搞不懂的东西,其中有对超大质量黑洞被拴在一块打转的组合特别神秘。以前大家都觉得这对东西是在星系撞上以后慢慢凑到一起的,不过呢,到现在为止,天文学家就只在很远处找到过几个。那些挨得很近的双黑洞系统,因为太难发现了,大家基本上都不知道。好在牛津大学和马克斯普朗克引力物理研究所的科学家们想出了新招,打算把这些躲着的家伙给揪出来。 在《物理评论快报》上发的论文里,他们说可以去盯着那些站在两个黑洞后面的恒星看。这两个大家伙绕着圈圈跑的时候,巨大的引力会把从后面照来的光线给弯一弯,这就会让星星看起来突然亮了一下。这种一亮一暗的信号要是按时点出现,说不定就是找到它们的关键线索。 超大质量黑洞一般都在星系的正中间待着,比太阳重几百万倍甚至上亿倍。两个星系碰上以后慢慢合在一起,里头的黑洞就会越靠越近,最后变成一对双黑洞系统。这对东西不光能推动宇宙演化,还会发出特别厉害的引力波——那就是时空里的小涟漪。以后的太空望远镜想直接抓住这些信号,这也是目标之一。 探测这种系统最管用的就是“引力透镜效应”。马克斯普朗克的米格尔·祖马拉卡雷吉博士解释过,大质量的黑洞把自己的体积缩得特别小,路过的光线就会被它弯得很厉害。同一颗星星的光可能会被聚焦成特别亮的画面。单看一个黑洞的时候,这种强透镜效应只有在星星和观测者的视线正对着的时候才会出现。可要是有两个黑洞凑在一起,情况就复杂多了。 它们俩一起使劲儿的时候,会弄出一个菱形的区域,叫焦散曲线。在这个区域里的星星亮度会被放得很大。理论上说理想情况下能把光线放大无穷大,不过真的星星总有大小限制。跟单个黑洞比起来,双黑洞系统让星光被极大放大的机会多出了不少。牛津大学物理系的本·切科奇斯教授觉得这正好给探测提供了新路子。 这对黑洞不光是在转圈跑还会把引力波给放出来带走能量,这样它们俩的距离就会变近,转得也会更快一些。带头搞研究的韩曦王说了,系统动的时候焦散曲线也会转起来变个样子,扫过后面一大片星区。要是有一颗亮星刚好在这个区域里,只要焦散曲线一过,就会产生特别亮的闪光。这种定期冒出来的光亮就是这对双黑洞特有的标志。 研究小组发现这些闪光是有规律的。随着黑洞离得越来越近发出的引力波变了味之后焦散区的形状也会跟着变味道闪光的次数和亮度也就跟着变这些不同的模式加起来就是黑洞质量还有它们怎么转的线索把这些线索搞懂了就能更好地理解星系是怎么合并的。 以后薇拉·C·鲁宾天文台还有南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜这种看天的机器一出来探测能力肯定会大涨科学家就能更深入地去挖宇宙里那些藏着的秘密把超大质量黑洞双星系统的面纱彻底掀开了。