发现一对超大质量黑洞，距离仅 300 光年，这是有史以来最小的距离

这一发现提供了对星系合并最关键阶段的深入了解。

艺术家对 MCG-03-34-64 中心两个黑洞的想象，每个黑洞都有一个吸积盘，喷流几乎以光速喷出。

图片来源：NASA、ESA、约瑟夫·奥尔姆斯特德 (STScI)

人们观察到一对超大质量黑洞正在走向合并，因为它们的星系聚集在一起。哈勃太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台都观测到的这对星体相距 300-400 光年，对于大多数目的而言，这是一个很大的距离，但却是迄今为止确认的此类庞然大物之间的最小距离。这为研究巨大黑洞相互接近时会发生什么提供了前所未有的机会。

与单个恒星不同，星系彼此相遇的频率非常高，如果所说的频繁是指每数十亿年一次。由于大多数大中型星系的核心都具有超大质量黑洞（SMBH），星系碰撞会使它们接触。就在本周，一篇论文提出了我们银河系的超大质量黑洞显示出在 90 亿年前又被吞噬的迹象。

超大质量黑洞可以驱动整个星系的化学反应，它们之间的相互作用可能会以天文学家热衷于理解的方式搅动事物。聚集在一起的过程至少需要数千万年，但如果我们能看到不同阶段的例子，那几乎就像拍摄定格动画电影一样。

MCG-03-34-64星系因其所拥有的气体量而不同寻常，为未来恒星的形成提供了巨大的潜力，并以其极短波长的X射线光谱而闻名。当哈勃和钱德拉研究其核心的强烈亮度时，他们发现了其他东西。这种亮度被称为活动星系核（AGN），是物质落入黑洞并通过摩擦升温的产物。

然而，在这种情况下，望远镜显示有两个SMBH产生了这种光。当然，我们无法直接看到，甚至也无法像 M87 那样看到阴影，但哈勃望远镜从热氧气中拾取了衍射尖峰，这表明其视野的一小部分有很大的亮度。钱德拉收集的 X 射线证实了这表明主吸积盘内存在第二个吸积盘的怀疑。

“当我们在 X 射线波段观察 MCG-03-34-64 时，我们看到两个分离的强大高能发射源，与哈勃望远镜看到的明亮光点一致。我们将这些碎片放在一起并得出结论哈佛和史密森天体物理中心的安娜·特林达德·法尔考博士在一份声明中说：“我们可能正在观察两个间隔很近的超大质量黑洞。”来自甚大阵列的档案无线电数据提供了进一步的确认。

哈勃还在 MCG-03-34-64 的核心内检测到第三个明亮光源，但它和其他望远镜都无法确定它是什么。一种可行的理论是，来自其中一个黑洞的喷流撞击到一片密度更大的气体中。

当星系合并时，黑洞不会直接相互碰撞，至少不会经常发生。相反，它们在一个轨道上相互旋转，当引力波带走系统的一些能量时，轨道就会衰减，就像一颗被大气层外缘拖拽的卫星一样。最终它们合并，使时空像钟声一样响起。

我们已经检测到恒星质量黑洞合并产生的引力波，但超大质量黑洞会产生更长的波长，超出了我们的能力。然而，人们希望未来的天基引力波观测站能够实现这一目标。

我们知道许多合并星系都具有两个超大质量黑洞，其中一个由一对真正巨大的星系对组成，它们在轨道上会改变颜色。然而，大多数都离我们很远，因为我们是在此类合并更为普遍的时期看到它们的。在距离较近的地方，我们的视野更好，但在过程中最有趣的阶段之前，它们的距离通常更大。

使用射电望远镜发现了距离较近的超大黑洞对的一个候选者，但其他波长的观测并未证实这一点，使其地位受到质疑。找到靠近的超大黑洞比较困难，不仅因为合并过程的最后部分完成得更快，而且因为发射的光很难分离。 MCG-03-34-64 距离我们略多于 2 亿光年，足够近，我们可以区分它们。

该研究已在《天体物理学杂志》上公开发表。