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双黑洞

广义相对论预言的宇宙空间内存在的奇异天体

黑洞是广义相对论预言的宇宙空间内存在的一种奇异天体，即使光子也无法逃脱它的引力束缚。

产生原因
双黑洞系统被认为是两个星系碰撞合并过程产生的。由于双黑洞系统是星系合并的结果，所以这个发现能够帮助科学家估计星系碰撞的频率和星系碰撞后的活动规律。
科学家认为大多数星系，包括人类所处的银河系，都会面临星系碰撞的现象发生。大多数星系，包括我们所处的银河系，其中心都有超大质量黑洞存在。当星系发生碰撞后，每个星系中心的这些超大质量黑洞将呈现出螺旋状，朝向新形成的星系中心，而在两个星系的碰撞过程中就会出现双黑洞系统。
科学家表示，银河系也无法避免“碰撞”的命运，银河系在将来可能和邻近的仙女星座发生碰撞，它们内部的两个黑洞在碰撞后将可能形成双黑洞系统。
如果银河系和仙女星座发生碰撞，那么会发生什么呢？天文学家通过记录黑洞的相对运动来揭示双黑洞系统运动的规律，希望解开星系碰撞后双黑洞系统的运动过程。
科学家研究发现，双黑洞系统在碰撞后可以同时进行吞噬的现象，而同时吞噬的后果就是聚集巨大的能量，使得双黑洞系统漂移并逐步靠近，然后变成互相吸引的二元黑洞，最后两个黑洞发生“碰撞”，最终形成一个单一的巨大的黑洞。
研究成果
2015年9月2日，由国家天文台陆由俊、闫昌硕和美国俄克拉荷马大学戴新宇、北京大学于清娟组成的研究团队发现，在距离地球最近的类星体Markarian231中隐藏着超大质量双黑洞。这是科学家首次用连续谱的特征方法发现证据确凿的双黑洞。该项研究成果发表在国际期刊《天体物理杂志》上。
陆由俊认为天文观测表明绝大多数星系中心都存在超大质量黑洞。而大质量星系是由小质量星系合并形成的，星系合并就不可避免地产生超大质量双黑洞。但实际上有关超大质量双黑洞存在的证据十分稀少模糊，且存在争议。
科研团队分析了离地球最近的类星体Markarian231的连续谱，发现其具有“极端并且令人惊奇的性质”，正好可以用超大质量双黑洞的相关理论来解释。
“如果在该类星体中心只存在一个黑洞，那么由其附近炽热气体形成的吸积盘就会发射大量的紫外射线。但我们发现，观测显示来自盘中心的紫外辐射骤然减弱，这说明吸积盘中心可能是由两个相互绕转的超大质量黑洞构成，它们与吸积盘的相互作用会将吸积盘内区物质扫除殆尽，那么紫外辐射就会骤然减弱。”陆由俊说。
通过构建动力学模型并与观测对比，研究团队发现中心主黑洞的质量约为1．5亿个太阳质量，而绕主黑洞旋转的次黑洞的质量则有4百万个太阳质量。它们的轨道周期为1．2年。双黑洞的共同旋绕会发射引力波、损失能量，并最终在几十万年后碰撞。
研究意义
陆由俊表示，这一发现为人类在宇宙中发现和确认更多双黑洞系统指出了新方向。“宇宙中已有光谱测量的类星体20余万颗。通过对类星体光谱的系统研究很有可能会发现更多的双黑洞系统。而寻找、确认双黑洞对理解星系和类星体的形成演化，以及进一步研究引力波和基本引力理论都具有重要意义。”
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