质量黑洞|超大质量双黑洞并合 3年后人类或将有幸“目睹”( 二 ) 黑洞|质量双黑洞|并合|望远镜

一个引力束缚的双黑洞系统，由于轨道绕转，其光变曲线会呈现周期性特征。这样的超大质量双黑洞候选体，天文学家已经发现了很多，但它们没有一个表现出临近并合的特征。但天文学家并没有因此放弃，在不久前，蒋凝领衔的国际研究团队在近邻宇宙中发现了一个奇特的活动星系核，它的光变曲线呈现出周期衰减的震荡，在过去3年里，这一周期从一年逐渐减小到3个月。不仅如此，其光变的振幅也在逐渐减小，再结合其他观测特征和模型拟合预测的结果，该团队认为，这极有可能是一个将在3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。人类终于有可能第一次“目睹”到超大质量双黑洞并合过程。
【质量黑洞|超大质量双黑洞并合 3年后人类或将有幸“目睹”】为了证实这个史无前例的猜想，蒋凝领衔的研究团队以及国际上的多个团队正在开展后续的多波段观测，其中射电波段跟踪观测是重要的一部分。由于该候选体的射电辐射极其微弱，只有借助拥有极高分辨率和灵敏度的射电望远镜阵列才能对其进行进一步观测。
于是，在获知这一发现后，安涛及其团队立即使用甚长基线干涉测量技术对该候选体进行了观测研究。简单来讲，甚长基线干涉测量技术是将几台独立的射电望远镜，通过组合形成一个大型射电望远镜阵列。而这台组合而成的“巨大望远镜” ，其分辨率会随着望远镜之间距离增大而逐渐提高，即望远镜之间相距越远，分辨率越高。据安涛介绍，一般而言，望远镜之间的距离过远，会导致彼此间的信号传输不稳定，给后期的信号合成造成困难。但甚长基线干涉测量技术能够将每个望远镜观测到的数据进行独立记录，并汇总到一个数据中心进行分析，后期再利用特殊手段将各个望远镜的数据对齐合成，使得望远镜即使分布于全球各大洲，也不必担心受到信号传输距离的影响。
对双黑洞系统的研究才刚刚开始
蒋凝及安涛团队的一系列研究只是一个起点。超大质量双黑洞并合会产生什么结果？没有人敢下定论。释放引力波当然是最有可能的结果之一。但是不同于质量较低的双黑洞并合所引发的引力波，超大质量双黑洞并合所产生的引力波频率不在地面引力波探测器——激光干涉引力波天文台的探测范围内。不过，科学家也并非毫无办法，对于百万倍太阳质量的超大质量双黑洞并合事件，其辐射的引力波频率在毫赫兹频段，我国的“天琴”“太极”和欧洲LISA项目等未来空间低频引力波探测器都可以对其进行探测。但对于几亿到几十亿倍太阳质量的超大质量双黑洞并合产生的引力波，其频率更低，往往在纳赫兹到微赫兹之间，只能通过脉冲星计时阵列进行探测。
在安涛看来，他们的研究才刚刚开始， “我们的第一轮观测主要是为以后的研究提供最初的基准和参照。 ”在接下来的几年内，研究团队将持续对这个双黑洞系统进行射电谱和甚长基线干涉测量技术成像观测，为跟踪超大质量双黑洞并合前最后时刻的活动性提供关键的观测信息，以及与并合后的射电观测相比较，以期能够完整了解超大质量双黑洞并合全过程。而蒋凝与安涛也都在得出相关结果后，不约而同地在第一时间将结果与国际天文界的同行们进行了分享，希望国际天文学家共同加入，来进一步研究和检验这个非同寻常的发现。安涛说：“这个候选体的发现和研究，对于进一步理解黑洞和星系演化非常重要，我们把结果分享出去，大家一起去努力探索，无论谁有了后续结果，都是人类探索宇宙未知的进步。 ”◎实习采访人员都芃