近日，由安徽師范大學(xué)、中科院國(guó)家天文臺(tái)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、廣州大學(xué)、中科院上海天文臺(tái)、中山大學(xué)以及北京大學(xué)的科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)，在一個(gè)河外星系中發(fā)現(xiàn)了一對(duì)互相繞轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞吞噬恒星的罕見(jiàn)天文現(xiàn)象。這是天文學(xué)家迄今為止在正常星系中發(fā)現(xiàn)的第二例超大質(zhì)量雙黑洞繞轉(zhuǎn)系統(tǒng)。該研究成果近日在線發(fā)表于國(guó)際科學(xué)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。

　　黑洞是宇宙中極其致密的天體，以至于進(jìn)入其事件視界的所有物質(zhì)包括光線都無(wú)法逃脫。目前普遍認(rèn)為，幾乎在每一個(gè)大質(zhì)量星系的中心都存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。

　　根據(jù)現(xiàn)有等級(jí)成團(tuán)星系演化理論，宇宙中應(yīng)存在大量的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)。然而，即便是經(jīng)過(guò)了30多年的研究，天文學(xué)家僅在少數(shù)幾個(gè)活動(dòng)星系中找到了超大質(zhì)量雙黑洞。如何尋找和探測(cè)超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)是當(dāng)今物理學(xué)和天文學(xué)最重要的前沿問(wèn)題之一。

　　當(dāng)一顆恒星運(yùn)動(dòng)到太靠近黑洞的位置時(shí)，會(huì)被黑洞產(chǎn)生的強(qiáng)大潮汐引力撕裂瓦解，進(jìn)而被黑洞吞噬，同時(shí)釋放出短暫的劇烈電磁波輻射，稱為黑洞潮汐撕裂恒星事件。因此，可以通過(guò)探測(cè)星系中心的X-射線或紫外/光學(xué)閃耀信號(hào)，來(lái)窺視黑洞如何影響周圍物質(zhì)的行為。

　　理論計(jì)算表明，當(dāng)一顆恒星被互相繞轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)中的一個(gè)黑洞潮汐撕裂，進(jìn)而被它吞噬，會(huì)產(chǎn)生X射線閃耀;另一個(gè)黑洞的引力會(huì)間歇性阻斷被瓦解的恒星碎片被前一個(gè)黑洞吞噬，導(dǎo)致X射線閃耀急劇變暗進(jìn)而恢復(fù)亮度。

　　該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析美國(guó)航天局Swift衛(wèi)星和歐洲空間局XMM-Newton衛(wèi)星觀測(cè)資料，在一個(gè)約26億光年之外的星系中成功發(fā)現(xiàn)了理論預(yù)言的這一現(xiàn)象(急劇變暗和可重復(fù)的X射線閃耀現(xiàn)象)，給出雙黑洞吞噬恒星的強(qiáng)烈觀測(cè)證據(jù)。

　　這是繼我國(guó)學(xué)者北京大學(xué)劉富坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)首例雙黑洞吞噬恒星事件后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的第二例此類罕見(jiàn)天文現(xiàn)象，對(duì)揭示正常星系中休眠雙黑洞的分布、構(gòu)建黑洞潮汐撕裂恒星的全景演化圖像、檢驗(yàn)現(xiàn)有的引力理論、以及為下一代引力波探測(cè)器提供有效波源具有重要意義。

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19675-z。

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