黑洞碰撞也会产生闪光吗？

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翻译：汪荣鑫

校对：牧夫天文校对组

编排：胡暖暖

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

https://www.space.com/black-holes-collision-flash-of-light.html

https://www.sciencenews.org/article/colliding-black-holes-may-have-created-surprising-flare-light

一位艺术家描绘的两个黑洞在超大质量黑洞的吸积盘内融合，随后爆发出一束闪光。Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)

黑洞不应该产生闪光，毕竟它们的名字就叫“黑洞”。

即使这些巨大的天体相互撞击，它们对于天文学家的传统仪器来说也还是不可见的。但是，当科学家去年探测到黑洞碰撞时，他们也发现了碰撞产生的奇怪闪光。

2019年5月21日，地球的引力波探测器捕捉到了一对大质量物体碰撞的信号，在时空中激起了层层涟漪。没过多久，一个叫做 Zwicky Transient Facility (ZTF)的天文台捕捉到了一阵强光。当科学家对比这两个信号时，他们意识到两个信号都来自同一片天空，他们开始怀疑自己是否发现了罕见的可见黑洞碰撞。

ZTF位于美国加利福尼亚州帕洛马天文台，使用与Samuel Oschin望远镜相连的新相机。它于2018年投入使用，取代了早先的“帕洛马瞬变工厂”（Palomar Transient Factory）。它以天文学家弗里茨·兹维奇（Fritz Zwicky）的名字命名。Credit: Caltech/Palomar Observatory

“这次探测非常令人兴奋，” 丹尼尔·斯特恩（Daniel Stern），这次新发现研究者之一，同时也是NASA喷气推进实验室的天体物理学家，在 NASA 的一份声明中说：“基于这种信号，我们可以了解这两个合并的黑洞以及它们所处的环境。”

科学家们推测，两个融合在一起的恒星际黑洞被锁在另一个超大质量黑洞的吸积盘里。加州理工学院的天文学家和 ZTF 的项目科学家马修·格雷厄姆（Matthew Graham）在一份大学的声明中说: “在这次突然的闪光发生之前，这个超大质量黑洞已经出现了好几年了。”。

据他的同事曼西·卡斯里沃（Mansi Kasliwal）说，这本身并不奇怪。“像这样的超大质量黑洞一直都伴随着闪光，它们不是安静的物体，但这次闪光发生的时间、大小和位置都非常特殊。”

根据引力波和光的配对关系，科学家们怀疑这次闪光是从超大质量黑洞的吸积盘内的两个小黑洞合并而发出的。超大质量黑洞的强大引力会影响到盘中的小天体，甚至其他黑洞。

想象一下蜜蜂采完蜜后，从各个方向回到蜂巢，围绕着巨大的蜂后的景象。超大质量黑洞周围的天体也一样朝着它蜂拥而来，不过吸引它们的是这颗黑洞的引力。这些天体可以短暂地找到引力伴侣并配对，但通常很快就会因为疯狂的旋转而失去伴侣。但吸积盘气体的存在使得疯狂的天体冷静下来，可以让它们稳定地一一配对，最终合并。

科学家们认为，这些闪光并非来自于合并本身。相反，合并的力量给予了合并后稍大一点的黑洞一个速度，穿过超大质量黑洞吸积盘中的气体，冲击波将加热吸积盘中的气体，放出一阵闪光。根据这个理论，这些气体会在数天或数周后产生闪光。在这次事件中，科学家们在引力波信号发生34天后检测到了闪光。

格雷厄姆也表示，虽然闪光发生在正确的时间尺度和在正确的位置上，但我们不能完全排除其他可能性。

责任编辑：郭皓存

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