天文学家在银河系中心发现黑洞“交通堵塞”

黄俊琼

M?=107M⊙情况下的单个归一化扭矩。黑线显示I型扭矩加GW扭矩的组合。紫线表示热转矩，而蓝线表示总转矩。左侧面板：绘制在R空间中的力矩。右图：τ-空间中的力矩。垂直虚线表示τ±（绿色）和τ0（红色），这两个位置可能发生迁移陷阱。资料来源：英国皇家天文学会月报（2024）。DOI:10.1093/nras/stae828

据莫纳什大学：莫纳什大学研究人员领导的一项国际研究揭示了对星系中心大质量圆盘内黑洞动力学的重要见解。

这项研究发表在《皇家天文学会月报》上，显示了黑洞在何时何地减速并相互作用的复杂过程，可能导致合并。

这项研究的发现揭示了黑洞合并产生的引力波（GW）发射，这些事件可以通过激光干涉仪引力波天文台（LIGO）等仪器检测到。

当两个黑洞靠得太近时，它们会扰乱时空本身，在最终合并为一个黑洞之前发出引力波。

领导这项研究的莫纳什大学物理与天文学院博士后研究员Evgeni Grishin博士将这种现象比作没有红绿灯的繁忙十字路口。

Grishin博士说：“我们研究了这些繁忙的十字路口有多少，在哪里。”。

这项研究集中在星系的中心，由于核心超大质量黑洞的巨大引力，黑洞可以多次合并。

此外，大质量气体吸积盘的存在有助于这些星系的亮度，将它们归类为活动星系核（AGN）。

较小的黑洞和周围气体之间的相互作用导致它们在圆盘内迁移，在被称为迁移陷阱的区域积累。这些陷阱增加了黑洞之间近距离相遇的可能性，有可能导致合并。

Grishin博士说：“热效应在这一过程中起着至关重要的作用，影响着迁移陷阱的位置和稳定性。”这意味着我们没有看到迁移陷阱发生在光度大的活动星系中。"

这项研究的发现促进了我们对黑洞合并的理解，也对引力波天文学、高能天体物理学、星系演化和AGN反馈具有更广泛的意义。

Grishin博士说：“尽管有这些重大发现，但关于黑洞及其周围环境的物理原理仍有很多未知之处。”。“我们对这些结果感到兴奋，现在我们离发现黑洞在星系核中的融合位置和方式又近了一步。

“引力波天文学和活动星系核研究的未来非常有希望。”