2个小黑洞藏在超大质量黑洞吸积盘,相互碰撞爆出光芒

黑洞碰撞是相当激烈但并非肉眼可见的现象,除非捕捉到重力波,否则基本上无迹可寻。然而天文学家最近发现一个罕见事件,有2个黑洞整合似乎高调了些,在碰撞中爆出可被一般望远镜侦测到的光芒。

两个黑洞彼此绕旋的最终命运将走向碰撞融合,但我们知道黑洞会吞噬掉包括光在内的所有物质,所以黑洞与黑洞的整合理应也完全黑暗,传统望远镜或其他侦测光的探测仪器都看不到,唯一知晓黑洞整合事件的途径,是捕捉黑洞融合时发布的重力波。

2019年5月21日,LIGO与Vergo捕捉到来自双黑洞整合的重力波信号GW190521g;然而34天后,史维基瞬变探测器(Zwicky Transient Facility,ZTF)注意到来自相同天空区域的一阵闪光,似乎与GW190521g重力波事件来源相吻合,但黑洞碰撞到底如何形成光?

于是研究团队根据数据假设,2个相撞的黑洞质量分别比太阳大几十倍,同时绕着第三个质量为太阳数百万倍的超大质量黑洞j1249-3449运行,后者拥有一个含大量气体与物质的吸积盘,2个小黑洞就嵌在盘内。当这2个小黑洞整合成一个较大的新黑洞后变得焦躁不安,几天~几周后终于点燃盘内物质并产生闪光。

多数星系中心都潜伏着一个超大质量黑洞,不过通常周围是成群的恒星或死星,它们可以暂时找到伴星,但很快又会因失控的重力场而互相并吞。但在超大质量黑洞吸积盘上流动的气体也可能创造出小黑洞,当盘中的两个黑洞整合时发出能量冲击波,便会产生明亮闪光,也就是这次史维基瞬变探测器发现的惊人光芒。

虽然不完全排除其他可能性,但此番新景象仍令科学家无比着迷。新论文发布在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

(首图来源:NASA)