据《北京青年报》报道，近日，中美两国天文学家合作发现，在最近的类星体Markarian 231中隐藏着超大质量双黑洞，此番首次用“连续谱”的特征方法发现的证据确凿的双黑洞，为人类在宇宙中寻找双黑洞系统指出了新方向。该项研究成果已发表在国际期刊《天体物理杂志》上。

观测表明绝大多数星系中心都存在超大质量黑洞。在标准冷暗物质宇宙模型中，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。同时，富含气体的星系合并会导致气体向中心流入触发核活动性并形成类星体。因此，理论预期在相当多的类星体中存在超大质量双黑洞。然而观测上有关超大质量双黑洞存在的证据仍很模糊、稀少。寻找、证认双黑洞对理解类星体和星系的形成演化以及进一步研究引力波和基本引力理论具有重要意义。

超大质量双黑洞想象图

哈勃太空望远镜拍摄的Markarian 231

由国家天文台陆由俊和闫昌硕、美国俄克拉荷马大学戴新宇、北京大学科维理天文与天体物理研究所于清娟组成的研究团队分析了最近的类星体Markarian 231的连续谱。根据哈勃望远镜对 Markarian 231核心紫外辐射的观测和凯克等望远镜的光学观测数据，他们发现Markarian 231“极端并且令人惊奇的性质”可以很好地用超大质量双黑洞的吸积来解释。

Markarian 231的光学紫外辐射谱示意图

如果只有一个黑洞位于类星体中心，那么整个吸积盘周围都会弥散着紫外线辐射，一旦有第二个黑洞出现，紫外线辐射就会出现变化。根据动态模型评估，科学家模拟2个黑洞存在的类星体，发现这种情况符合在Markarian 231星系观测到的紫外线辐射，因此推出类星体背后的双重黑洞。

超大质量双黑洞示意模型（绘图：闫昌硕）

中心主黑洞的质量约为1.5亿个太阳质量，而在圈洞内绕主黑洞旋转的次黑洞的质量则有4百万个太阳质量。次黑洞携带有一小吸积盘并发射紫外辐射。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。

低质量的次黑洞是和Markarian 231并合的星系的遗迹。寄主星系的不对称性以及年轻的蓝色恒星的长长的潮汐尾，都表明它们近期经历过并合。并合的结果使得 Markarian 231成为一个恒星形成率为银河系100倍的活跃星爆星系。落入中心的气体为黑洞“引擎”提供燃料，触发外流和气体湍流并进一步激发恒星诞生的大爆发。

这项发现不仅揭示了Markarian 231中存在密近超大质量双黑洞，它还表明很多类星体——由星系并合触发的活动星系的明亮核心中都有可能存在相互绕转的双黑洞。该项研究为通过类星体的光学或紫外辐射缺失来系统搜寻这些超大质量双黑洞提供了样板。

观察者网综合参考消息、北京青年报、国家天文台报道。