天文學(xué)家在三個(gè)星系的泰坦尼克號(hào)碰撞中發(fā)現(xiàn)了三個(gè)巨大的黑洞。包括錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)和其他NASA太空望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的數(shù)個(gè)天文臺(tái)都捕捉到了這一不尋常的系統(tǒng)。

弗吉尼亞費(fèi)爾法克斯喬治梅森大學(xué)的Ryan Pfeifle說(shuō)：“當(dāng)時(shí)我們只是在尋找黑洞，但是通過(guò)我們的選擇技術(shù)，我們偶然發(fā)現(xiàn)了這個(gè)驚人的系統(tǒng)。”在天體物理學(xué)雜志描述了這些結(jié)果。“這是迄今發(fā)現(xiàn)的這樣的三重系統(tǒng)，可以有效地喂入超大質(zhì)量黑洞。”

該系統(tǒng)被稱為SDSS J084905.51 + 111447.2(簡(jiǎn)稱SDSS J0849 + 1114)，距地球十億光年。

為了發(fā)現(xiàn)這種罕見(jiàn)的黑洞三連環(huán)，研究人員需要結(jié)合地面和太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)。首先，斯隆數(shù)字天空測(cè)量(SDSS)望遠(yuǎn)鏡對(duì)SDSS J0849 + 1114進(jìn)行了成像，該望遠(yuǎn)鏡用來(lái)自新墨西哥州的光學(xué)光掃描了大片天空。在參與名為“銀河動(dòng)物園”項(xiàng)目的公民科學(xué)家的幫助下，它被標(biāo)記為碰撞星系系統(tǒng)。

然后，來(lái)自NASA的廣域紅外測(cè)量瀏覽器(WISE)任務(wù)的數(shù)據(jù)顯示，在銀河合并的一個(gè)階段中，預(yù)計(jì)會(huì)有多個(gè)黑洞迅速進(jìn)入，該系統(tǒng)在紅外光中發(fā)出強(qiáng)烈的光芒。為了追蹤這些線索，天文學(xué)家隨后轉(zhuǎn)向錢(qián)德拉和亞利桑那州的大型雙筒望遠(yuǎn)鏡(LBT)。

錢(qián)德拉的數(shù)據(jù)揭示了X射線源(表明黑洞正在消耗物質(zhì)的明顯信號(hào))在合并中每個(gè)星系的明亮中心，科學(xué)家們正好希望存在超大質(zhì)量黑洞。錢(qián)德拉和美國(guó)宇航局的核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列(NuSTAR)也發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，其中一個(gè)黑洞周?chē)写罅康臍怏w和塵埃，這是合并黑洞系統(tǒng)的典型特征。

加州大學(xué)河濱分校的克里斯蒂娜·曼薩諾·金(Christina Manzano-King)說(shuō)：“光譜中包含了大量有關(guān)銀河系的信息。”“它們通常用于識(shí)別活躍積聚的超大質(zhì)量黑洞，并且可以反映出它們對(duì)它們所居住的星系的影響。”

很難找到三重態(tài)的超大質(zhì)量黑洞的原因之一是，它們很可能被氣體和灰塵所覆蓋，從而擋住了大部分光線。來(lái)自WISE的紅外圖像，來(lái)自LBT的紅外光譜和來(lái)自Chandra的X射線圖像繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榧t外和X射線比氣體更容易穿透氣體云。

Pfeifle說(shuō)：“通過(guò)使用這些主要的天文臺(tái)，我們找到了識(shí)別三重超大質(zhì)量黑洞的新方法。每臺(tái)望遠(yuǎn)鏡都為我們提供了有關(guān)這些系統(tǒng)正在發(fā)生什么的不同線索。”“我們希望擴(kuò)大工作范圍，以使用相同的技術(shù)找到更多的三元組。”

同樣是喬治·梅森(George Mason)的合著者Shobita Satyapal說(shuō)：“雙黑洞和三黑洞極為罕見(jiàn)，但這種系統(tǒng)實(shí)際上是星系合并的自然結(jié)果，我們認(rèn)為這是星系如何生長(zhǎng)和演化的。”

三個(gè)超大質(zhì)量黑洞的合并行為不只是一對(duì)。當(dāng)有三個(gè)這樣的黑洞相互作用時(shí)，一對(duì)應(yīng)該比單獨(dú)兩個(gè)時(shí)更快地合并到更大的黑洞中。這可能是解決稱為“最終差距問(wèn)題”的理論難題的方法，在該難題中，兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞可以在彼此相隔數(shù)光年的時(shí)間內(nèi)接近，但由于能量過(guò)多，需要一些額外的向內(nèi)合并他們進(jìn)入軌道。如SDSS J0849 + 1114中所述，第三個(gè)黑洞的影響最終將它們?nèi)诤显谝黄稹?/p>

計(jì)算機(jī)模擬表明，碰撞星系中的超大質(zhì)量黑洞對(duì)中有16%將在合并之前與第三個(gè)超大質(zhì)量黑洞相互作用。這樣的合并將通過(guò)稱為引力波的時(shí)空產(chǎn)生漣漪。這些波的頻率將低于美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的激光干涉儀重力波天文臺(tái)(LIGO)和歐洲處女座引力波探測(cè)器所能檢測(cè)到的頻率。但是，通過(guò)脈沖星的無(wú)線電觀測(cè)以及未來(lái)的太空觀測(cè)站(例如歐洲航天局的激光干涉儀太空天線(LISA))可以檢測(cè)到它們，該系統(tǒng)將探測(cè)高達(dá)一百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。