超大质量黑洞被认为存在于几乎所有大型星系的中心。这些巨大的天体可以重达数百万甚至数十亿倍太阳的质量，但科学家们仍然不完全理解它们如何生长到如此惊人的尺寸。从周围吸入气体（积累）是它们增加质量的一种方式，尽管单靠这一过程可能太慢，无法解释最大的黑洞实例。与其他大型黑洞合并可能提供缺失的解释。星系碰撞在整个宇宙中很常见，这使得它们中心的黑洞最终也可能会结合在一起。随着两个星系的合并，它们的黑洞预计会逐渐靠近，开始彼此绕转，并慢慢螺旋内缩，直到合并成一个单一的天体。尽管有这种期望，科学家们仍然难以模拟这些合并的最终阶段。更令人困惑的是，尽管有大量证据表明星系碰撞，天文学家们仍未可靠地识别出一对彼此非常接近的超大质量黑洞。第二个喷流揭示了一个隐藏的黑洞 一支由来自波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所（MPIfR）的Silke Britzen领导的国际研究团队，现在提供了直接观测证据，表明这样的黑洞对存在于银河Mrk 501的中心。这些发现已被《皇家天文学会月报》接受发表，预计将在即将出版的期刊中出现。天文学家早已知道，Mrk 501中心的黑洞产生了一种强烈的粒子喷流，喷流以接近光速射入太空。这些喷流源于黑洞周围的极端条件，强大的磁场帮助材料向外加速。为了研究这个系统，研究人员检视了大约23年间，在多天内收集的多个频率的详细射电观测数据。这一广泛的数据集揭示了一些显著的东西：在熟悉的喷流旁边，出现了一个第二个喷流，其移动也可以被追踪。观察结果提供了研究人员所描述的这个星系中心首次直接成像证据，强烈表明存在第二个超大质量黑洞。然而，这两个黑洞自身在天空中仍然太近，无法被单独解析。"我们搜寻它已经很久，然后发现我们不仅能看到第二个喷流，甚至能追踪它的运动，真是一个完全的惊喜，"Silke Britzen报道说。 两个超大质量黑洞在宇宙舞蹈中 之前已知的喷流朝向地球，使其显得异常明亮，比较容易观察。新发现的喷流朝向不同的方向，这也解释了它为何隐藏了那么久。在短短几周的观察中，天文学家注意到第二个喷流的位置发生了剧烈变化。它似乎从较大的黑洞背后出现，沿逆时针方向旋转。该运动重复出现，表明整个系统正在经历规律的轨道运动。"评估数据的感觉就像在船上。整个喷流系统在运动。两个黑洞的系统可以解释这一点：轨道平面摇摆，"Silke Britzen解释道。 研究人员还在2022年6月识别出了一次不同寻常的事件，当时来自该系统的辐射似乎形成了一个环。这一现象被称为爱因斯坦环，发生在引力以一种方式弯曲光线，导致其呈环状外观。一种可能的解释是这两个黑洞与地球短暂地以正确的方式对齐。在这种配置下，前景黑洞的引力可能起到了透镜的作用，弯曲来自其后面第二个喷流的光。这种效应被称为引力透镜效应，提供了系统性质的另一个潜在线索。 两个黑洞可能在仅100年内合并 通过检查喷流的变化和它们亮度的重复模式，研究小组计算出这两个黑洞似乎每约121天完成一次彼此周围的轨道。它们的估计距离仅为250到540倍地球与太阳之间的距离。尽管这听起来可能很巨大，但对于质量从1亿到10亿倍于我们太阳的天体来说，这相对较小。这么紧密的轨道可能会有戏剧性的后果。根据黑洞的实际质量，它们的距离可能迅速缩小，以至于在短短100年内合并。从天文学的标准来看，这将是一个异常短的倒计时，并可能为研究人员提供一个非凡的机会，调查超大质量黑洞如何接近它们的最终碰撞。引力波可能揭示即将到来的合并 不幸的是，Mrk 501距离如此遥远，即使是今天最强大的仪器也无法将两个黑洞区分为独立的对象。事件。