“哈勃”望远镜发现超级巨型黑洞:“哈勃”望远镜自1990年由“发现号”航天飞机释放到地球大气层外太空以来，它已为人类立下了不少功劳，它已拍摄了上千万幅照片。由于初期设计上的误差，“哈勃”曾患“近视病”，聚焦不佳，图像清晰度不够，后来(1996年)经过修复，功能大大提高，图像清晰度也有所改善。修复后的“哈勃”在前段时间拍到了宇宙深穹中清晰的类星体照片，并且还拍到了在太阳系边缘处的隐形生命体——人类形像的气状生命体照片，这是十分了不起的一项功劳。
因为这类照片可以作为E.T.研究中认为宇宙中存在高能高智隐形生命体的证据。最近，“哈勃”望远镜再立新功，它又发现了超黑洞的存在和发现新的绚丽璀璨的新星体。这给天文界带来了新的喜讯。
1997年2月，美国“发现号”航天飞机上的两名宇航员通过太空行走，为“哈勃”太空望远镜加了近红外照相和多目标分光仪、太空望远镜图像摄谱仪等11件总值3亿美元的新设备。这些新设备对12日公布的新发现起到了至关重要的作用。例如，由于通过红外光线观察，新安装的近红外照相和多目标分光仪要比通过可见光观察的其他望远镜更为优越。
它可以穿透星际尘埃，“看到”著名的猎户座星云。在这个星云里，正在孕育大量新星体。近红外照相和多目标分光仪拍下的猎户座星云照片显示，无数绚烂夺目、奇形怪状的物质从一些正在形成中的巨大星体“新生命”中喷射而出。科学家们还通过近红外照相和多目标分光仪观察了另一个距地球3000光年的星云。在那个星云里，有一颗“垂死”的恒星，不断地爆发出气体和尘埃。
安装近红外照相和多目标分光仪的主管科学家罗杰·汤普森说：“通过‘哈勃’拍摄的图像，我们得以了解星体从诞生到死亡的一系列景象。”另一个新设备——太空望远镜图像摄谱仪也立下了大功，在处女座发现了一个至少是太阳质量3亿倍的大黑洞。由于黑洞会将周围的任何东西——包括光线本身都吸进去，故我们通常并不能拍下黑洞本身的照片。但是，太空望远镜图像摄谱仪通过分析光谱不同部分代表的不同物质，展现了以很快的速度围绕黑洞旋转的物质的Z型光谱曲线，这种曲线是黑洞存在的重要证据。
自1990年由“发现”号航天飞机释放到太空中以来，“哈勃”为期15年的设计寿命已过大半。但经修复更新后的“哈勃”以更卓越的功能正在为人类掀开宇宙层层神秘的面纱!今后按计划通过定期更新功能，哈勃一定会给人类带来更多的福音和惊奇!并且，美国科学家目前正在研制性能更高的新的太空望远镜，以进一步揭示宇宙之谜。
黑洞新发现
英国剑桥天文研究所一个小组最近利用电脑，模拟黑洞“吞噬”物质的情形，赫然发现黑洞原来也有“饱到呕”的时候，并非如原先估计的那般“贪婪”。这项发现叫人对黑洞的“成长”过程产生不少疑问。小组负责人普林格尔博士说：“天文学家一般假设黑洞透过吸入物质不断扩大。那表示在银河系的演变过程中，中央黑洞会以极快速度扩张，我们在探索太空时，理应可看到这个过程。”
不过，天文学家却找不到物质被慢慢吸入黑洞继而燃烧发光的现象。电脑模拟过程显示，物质在浮向黑洞之后，随即被“吐”了出来。银河系的中心隐藏一个超巨型的黑洞，它拥有极大的万有引力能吸吮光线。天文学家在最近出版的英国《自然》科学周刊中报道，这个名为“人马座A星”的黑洞，距离地球26000光年，亦即我们的银河系旋转的位置。
天文学家早就怀疑有这黑洞存在，原因是在黑洞周围旋转的气团及宇宙尘中，排放出微弱的辐射，不过，天文学家却是到了现在才找到证据，证明确实存在黑洞现象。
洛杉矶加州大学物理及天文学系一组专家利用全球其中一个最大型望远镜——夏威夷的10米长凯克望远镜，发现在“人马座A星”黑洞近距离轨道运行的3颗星体，在黑洞的万有引力影响下加速。
3颗星体目前以接近地球环绕太阳轨道的速度，在“人马座A星”周围劲飞，显示星体是受到一股巨型质量的物体拉动，科学家估计，这物体的质量是太阳的260万倍。
一个超级黑洞 带着恒星跑了
在大多数星系的中心，都有潜伏着一个超大质量黑洞。当星系之间相互碰撞并融合时，黑洞也会一并融合，产生了我们今天在宇宙中看到的超级巨兽。
然而，天文学家最近发现了一个正在脱离星系的超大质量黑洞，并且该黑洞还拖着曾绕其轨道运行的恒星一并离去。
天文学家使用超长基线阵列(VLBA)观测到了这个名为B3 1715425的超大质量黑洞——位于一个小型残余星系之中的黑洞——它正从一个被称为ZwCl 8193的更大星系中逃离。
B3 1715 425所在的较小星系撞上ZwCl8193，导致小型星系失去了大部分的气体和尘埃，使得黑洞近乎裸奔，并使其运动速度超过每秒2000公里。
主导该研究的James Condon表示：“我们正在寻找一对互相环绕的超大质量黑洞，其中一个偏离星系中心，这是此前星系合并的证据。不过，我们却发现这个黑洞从较大的星系中逃离，在它后面留下一连串碎片，我们以前还从来没有看到过这样的事情。”
该系统是位于20亿光年之外的一个星系团的一部分。因为其不寻常的光谱而被天文学家注意到，通过分析表明它是一个快速移动的残余星系，直径仅剩3000光年。而类似于银河系这样的普通星系其直径大约为100,000光年。
基于黑洞的质量及其运动行为，天文学家认为最可能的情况是，此前一个常规的星系落入ZwCl 8193之中，然后随着它从ZwCl8193的核心穿过，被剥离了大部分的气体、尘埃和恒星。
B3 1715 425和它正在消溶的星系是这种遭遇的最好证据。不过，天文学家认为B3 1715425还没有完全失去它的伴星。这就是为什么研究人员把B3 1715 425描述为一个近乎裸奔的黑洞。
正在碰撞的星系
B3 1715425会逐渐变暗，因为没有足够的气体云来诞生新的恒星。大约在十亿年之后，将几乎不可见。那时，也只有通过其引力效应才能寻觅到这个超大质量黑洞的踪迹。
同时，天文学家的这个新发现还表明，可能有无法探测到的流浪超大质量黑洞在宇宙中高速穿行，或许就在不远处。
当两颗巨型黑洞“在一起”：恐怖的壮观
看过《星际穿越》(Interstellar)的朋友一定对电影里的超大质量黑洞(supermassive black hole)印象深刻。现在，想象一下，如果电影里的超大黑洞不只有一个，而是两个，又是怎样一幅场景?
我们的团队最近发现的，正是这样一对超大质量双黑洞，距离地球足有100多亿光年。
我们是怎么发现它的?这个故事，要从超大质量黑洞本身开始讲起。
对天文学家和天体物理学家来说，这些质量大多为太阳的上百万甚至数十亿倍的庞然大物，仍充满了未解之谜，但它们一点都不罕见。
我们目前观测到的所有大型星系的中央，都有这样的一个黑洞。比如，银河系中央就有一个名为人马座A*(Sag A*)的黑洞。
天文学家认为，这些黑洞与所在星系的形成和演化密切相关。
但大多数黑洞都并不“活跃”(Sag A*目前就不活跃)——它们处于一种相对安静的状态，默默地吸收(accrete)周围的气体物质，从而放出一些不那么耀眼的光芒。
但是，如果一个黑洞处于它的“事业巅峰”，正以极快的速度和极高的效率吞噬物质，我们就称这个黑洞是“活动”的(active)，构成了一个活动星系核(active galactic nucleus，缩写为AGN)。有些活动星系核放出的光非常明亮，甚至在100多亿光年外的地球上也可以被观测到。
当然，当一个物体距离很远很远的时候，你便看不清它的具体形状，只能看见一个亮点了。这就是类星体(quasar)这个名字的来源——它是一类离我们很远、核心又足够明亮(远远亮于它所在星系)的活动星系核，由于在望远镜的照相机看来，它和普通的星星没什么区别，最初被称为quasi-stellar object，也就是“类似恒星的天体”。
对于这种变化的原因，天体物理学家有各种理论，主要认为这和吸积盘的不稳定有关。周围的气体物质围绕黑洞运动形成吸积盘，黑洞通过它吸收物质并辐射电磁波，因此吸积盘的不稳定使我们观测到了类星体在可见光波段产生的光变(variability)。如果把它的光强记录下来画在Y轴，观测的时刻画在X轴，这条光变曲线(light curve)看起来就会像股市K线图一样毫无规律和节奏感。
但是，类星体有可能存在一种特别的、有规律的光变：当它中心的黑洞不是一个，而是一对时，受到两个黑洞相互绕转轨道运动的影响，这对双黑洞吸收物质的速率就会发生相应的变化——反映在光变曲线里，便会呈现出周期性的光变。
为什么我们认为会有双黑洞存在?这要从宇宙学和星系的演化说起：根据当今的宇宙学模型，小尺度的结构率先形成，于是宇宙早期先有了小型的星系;它们通过吸收星系之间的物质，以及与其他星系并合，渐渐成长为大型的星系——就好比一个小公司通过雇用员工，以及与其他公司合并，成为了一个大公司。
星系的这种并合现象在宇宙各阶段和各处都有发生，我们已经见到了许多处于不同并合阶段的星系。
一对正处于并合过程中的星系——著名的“触须”星系
当两个星系并合时，星系中心各自的黑洞也会渐渐靠近，成为新形成的更大星系的中心。当这对黑洞的距离足够近到受到对方引力作用的影响时，我们便把它们称为双黑洞。
在一定的距离内，广义相对论预测，这对互相绕转的黑洞会辐射引力波(gravitational wave)，而引力波开始在这个距离内取代其他过程，主导它们的轨道运动，加速并合，最终使两个黑洞相撞。
双黑洞在实际观测中极为少见，天文学家目前的主要研究方式是：逐个获取类星体的光谱(比如使用斯隆数字巡天SDSS的数据)，寻找其中被认为与双黑洞有关的特征。至于引力波影响距离之内的双黑洞，更是无法从望远镜图像上辨认。而我们的团队采用的则是一种新的方法——在夜空中一定的面积内展开系统性的搜寻，寻找前面所说的周期性光变的类星体。
我们用来寻找这一信号的望远镜，位于美国夏威夷的毛伊岛(Maui)上，名为Pan-STARRS，全称Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System。——充满想象力的天文学家总爱给一个项目起巨长的名字，却又有一个好听的缩写名。这个项目的缩写名译成中文，大概可以称为“泛星”。
泛星的观测项目之一，便是在长达4年多的时间里，对它望远镜全部视野里的小范围夜空，每一季度像拍摄电影一样有计划、有规律地重复观测，由此得到成千上万个天体的光变曲线。
在7平方度大小(大约相当于大拇指在一臂远处的视觉大小)的天区里，对上百颗类星体进行搜寻之后，我们发现了周期性光变类星体的最佳候选者，一个名为PSO J334.2028+01.4075的类星体。——天文学家的想象力有时也会枯竭，因此对于为数众多以至于几乎数不清楚的天体，通常会以天体在天空中的坐标来给它们命名。
双黑洞的艺术家假想图
我们测量了它的光变周期，大约为542天，还利用光谱估算出了黑洞的质量之和，大约是太阳的100亿倍。
我们还惊讶地发现，如果它确实是理论预测中的双黑洞，那么这两个黑洞的间距就仅有0.02光年，只有太阳和最近的另一颗恒星比邻星间距的1/200，近到足以令两者的运动受到引力波主导，甚至可能处在快速并合的过程当中——如果情况属实的话，这两个黑洞会在大约21年后相撞!
这是目前发现的间距最近的双黑洞候选者，也是一个潜在的引力波源。我们公布这一发现的论文，于4月14日在《天体物理学杂志通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上发表。我们所在的学院，即美国马里兰大学计算机、数学及自然科学学院，为此发布了新闻稿，还引起了来自《自然》、《美国国家地理》和果壳网等机构的科学记者的兴趣。
下一代的大型地基望远镜——大型综合巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope)已经开始建造，预计2023年前后启用。它的威力将是泛星的上千倍，在项目计划运转的10年时间里，将产生数以万计天体的光变曲线。
科学家也开始利用遍布世界被称为脉冲星计时阵(Pulsar Timing Arrays)的射电望远镜阵，尝试观测双黑洞等密近双天体系统在空间中可能引起的广义相对论效应。科学家还设计建造了地面实验设备，例如激光干涉引力波观测台(LIGO)，试图直接探测引力波。
或许不久，我们会发现更多类似于PSO J334.2028+01.4075的双黑洞候选者，甚至直接观测到来自黑洞并合的引力波信号。毕竟，就算是在我们作为人类的寿命当中，区区21年似乎也算不上是一段特别漫长的时光。
