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■本报记者 倪思洁

黑洞一直是宇宙中令人浮想联翩的存在。

如今，明升体育app家们又有了新发现——在距离地球最近的类星体“马卡良231”（Markarian231）中隐藏着超大质量双黑洞。这一研究由国家天文台研究员陆由俊、美国俄克拉何马大学教授戴新宇等人组成的团队共同完成，相关成果发表于《天体物理杂志》。

“这次研究不仅证明了‘马卡良231’星系中双黑洞的存在，同时还为我们以后系统研究双黑洞提供了新方法，即研究分析其发射出来的光学和紫外线。”陆由俊在接受《明升官网明升体育app报》记者采访时说。与此同时，也有专家表示，该研究仍有待后续验证。

“太极”黑洞

距地球6亿光年的“马卡良231”星系1969年被发现。它拥有非常亮的星系核，其电磁辐射主要来自中心的超质量黑洞以及由弥散物质组成的、围绕黑洞转动的吸积盘。

正是在这个遥远的星系中，明升体育app家发现了超质量双黑洞系统，它们如同两条太极鱼，围绕着彼此不断旋转，组成一个“太极”圆盘。

对于这样的双黑洞，明升体育app家早有理论预期。“观测发现几乎每个星系中心都存在一个黑洞。宇宙中很多星系是成双成对的，两个星系相互绕转、相互靠近并最终碰撞合并为一个星系，在这个过程中自然会同时产生双黑洞系统。”陆由俊说。

戴新宇也表示，宇宙的结构，比如那些巨大的星系或者星系团，都是从小通过不断融合逐渐变大的，双黑洞是星系融合产生的自然结果。

对于宇宙学家来说，黑洞不仅是科幻片中震撼的视觉感受，更是一种极端的物理现象。“黑洞代表着时空边缘，是引力极端作用下形成的完美天体，对研究引力理论，验证爱因斯坦的广义相对论来说都非常重要。”陆由俊说。

引力波辐射是广义相对论最有意思并等待验证的预言，而双黑洞绕转会产生强烈的引力波辐射，导致时空畸变。证认出更多的双黑洞，将有利于帮助更好地理解双黑洞、类星体和星系的形成演化，也为引力波探测提供目标源并帮助进一步深入理解引力的奥义。

但是，长期以来，明升体育app家一直没有明确地“看”到双黑洞系统。“如果我们找不到双黑洞，说明我们对于星系形成的理解可能出问题了。”陆由俊说，这正是全球宇宙学家都在寻找双黑洞的原因之一。

被“吃掉”的短波

近年来，明升体育app家已经在类星体中发现了少量双黑洞系统存在的证据，基本都是通过观察它们的宽发射线特征或周期性光变得到。不过，几乎没有确信无疑的观测证据表明双黑洞系统确实存在。

“如果某些类星体是双黑洞系统，那么，两个黑洞在相互旋转的过程中会与周围的气体盘发生相互作用，导致发出的光亮出现周期性变化。观测到的发射线也可能因双黑洞的相互绕转而呈现双峰结构。”陆由俊说。

但是，光亮度的变化，并不能作为双黑洞系统存在的确凿证据。北京大学天文学系教授刘富坤表示，活动星系的成分复杂，探测过程很可能受其他因素影响。而且，单一黑洞自转过程中喷流方向的进动也会产生周期性光变，与双黑洞系统产生的光变很难区分开来。

这一次，明升官网明升体育app家采用了一种新方法。他们通过分析类星体的连续光谱数据，发现“在短波段上，双黑洞系统的亮度相较单黑洞系统会有明显的不同”。

“短波一般是从离黑洞较近的吸积盘内部区域发出。与单一黑洞相比，双黑洞相互运转时，吸积盘内部区域会被‘吃掉’。因此双黑洞系统的短波发射较单黑洞系统‘暗’得多。”陆由俊说。

研究团队发现，双黑洞系统的存在是解释这种差异的最合适理论。通过构建动力学模型与观测结果进行对比，研究团队发现，中心主黑洞的质量约为1.5亿个太阳质量，绕主黑洞旋转的次黑洞的质量则有400万个太阳质量。它们的轨道周期为1.2年。

曙光之下再探索

对最新的研究，明升体育app家认为，尽管研究方法有所创新，但仍不能表明活动星系核中的双黑洞系统一定存在。

“这个研究确实采用的是一种新的方法，对于未来进一步寻找双黑洞很有意义。但任何科研成果，特别是刚出来的科研成果，还有待更多明升体育app家用不同的方法来验证。”刘富坤在接受《明升官网明升体育app报》记者采访时评价。

刘富坤告诉记者，1988年，芬兰明升体育app家利用此前近100年的观测数据，在世界上首次发现了活动星系核双黑洞系统可能证据，“不过，时至今日仍没有确凿的证据表明它100%就是双黑洞系统”。

“2003年后，国际对双黑洞系统的研究呈现蓬勃发展的趋势。”刘富坤说，2003年，德国马普地外物理研究所明升体育app家首次在一个星系里直接拍到了两个活动的黑洞的照片，“这表明一个星系里确实会出现两个黑洞”。

此后，国内外越来越多的年轻人加入了寻找确切的双黑洞系统的队伍，相关的研究论文数量也显著提升。

“在国内，双黑洞研究蓬勃起来的另一个原因是，国内主导及参与建设的500米口径球面射电望远镜（FAST）、平方公里阵列望远镜（SKA）、三十米望远镜（TMT）等望远镜项目，为寻找双黑洞提供了更多的可能性，我们需要尽快做一些前期的研究贮备。”刘富坤说。

刘富坤建议，未来可以尝试着将连续谱的方法与周期性光变等其他手段相互结合，进一步寻找确切的双黑洞系统。