25億光年外！兩個8億顆太陽質量黑洞合併！產生宇宙最強引力波

超大質量黑洞是宇宙中最恐怖的「怪獸」，它們盤踞在星系的中心，貪婪地吞噬周圍的氣體和塵埃等物質，每個黑洞的質量是太陽的數百萬甚至幾十億倍，簡直是超乎想像的存在。

當兩個星系發生合併時，星系中心的超大質量黑洞最終相遇並相互繞行，在致命的「死亡螺旋」中越靠越近，釋放的引力波掀起陣陣漣漪，使整個宇宙的時空結構都發生震動。

根據發表於《天體物理學快報》的最新研究，科學家通過哈勃太空望遠鏡發現了25億光年之外兩個超大質量黑洞合併的證據。每個黑洞的質量相當於8億顆太陽，它們產生的引力波比「激光干涉引力波天文台（LIGO）」檢測到的引力波大100萬倍，堪稱宇宙最強引力波！

研究主要作者，普林斯頓大學天體物理學家Andy Goulding表示，研究結果非常令人興奮——星系合併創造了已知宇宙中最極端的環境，從理論上來說將在超大質量黑洞碰撞過程中發展到極致。當星系合併最終完成時，有可能形成一個比銀河系中心的人馬座A*大數百倍的黑洞。

在天文學上，觀測遙遠的天體相當於回顧過去。因此雙黑洞合併實際發生於25億年前，但這項發現仍然有助於科學家估計有多少超大質量黑洞正在釋放可探測的引力波，並幫助解答黑洞合併頻率以及超大質量黑洞是否真正「合併」等一系列關鍵問題。

普林斯頓大學天體物理學教授Jenny Greene解釋說，當兩個超大質量黑洞相距1秒差距（3.2光年）時，彼此之間的能量交換幾乎停滯，距離也不再縮短，由此造成「最終秒差距問題（final parsec problem）」。在這種情況下，只有非常罕見的三個或更多超大質量黑洞組合才會導致合併。

目前的天文觀測還無法解決這一問題，因為早在兩個超大質量黑洞接近「最終秒差距」之前，它們就因為過於靠近而無法區分開，而最新發現的二元黑洞之間的距離大約為430秒差距。

Goulding認為，如果二元黑洞始終保持在1秒差距的距離，那麼宇宙中將充滿引力波的喧囂，就像晚上無數只蟋蟀合唱產生的噪音，而一旦二元黑洞真正合併，它們發出的引力波就相當於雷鳴一樣。

由於超大質量黑洞合併的引力波超出了LIGO和處女座引力波探測器的觀測範圍，所以科學家暫時還無法找到更多證據。隨著2035年歐洲eLISA衛星的發射升空和「脈衝星計時陣」計劃的實施，也許我們可以破解「最終秒差距」謎團。

宇宙往事-專註科學科普

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