地球与环境 2022-01-18 15:24

鲁宾天文台的照片。阿斯特罗 Nomers计算,它的光学天空观测应该能在星系中探测到多达100个双质量黑洞的迹象,因为它们的光线由于引力而波动 self-lensing部分。

维拉C.鲁宾天文台

“大质量”黑洞(MBH)的质量超过10万个太阳质量。MBHs位于大多数星系的中心,当它们活跃地将气体和尘埃吸积到周围的热盘环境中时,它们会在电磁波谱上辐射,被归类为活动星系核。大多数星系在其生命周期内都曾与另一个星系合并(事实上,这些相互作用是星系演化的一个重要阶段),当它们合并时,它们的两个mbh可以形成一个双星系统,彼此围绕着对方运行。然而,这样的二进制很少见;理论上的估计是,每1000个活动星系中只有1个会拥有一对MBH双星。尽管如此,天文学家还是认为找到双mbh是可能的。双星MBHs是很有希望的引力波源,当它们穿过脉冲星时,应该可以通过扭曲脉冲星精确脉冲射电发射的时间来探测到引力波。此外,吸积物质的二进制MBHs预计会在光谱中发出微弱的电磁信号。但到目前为止,这两种效应都没有被发现,也没有确定地探测到双mbh。

CfA天文学家Rosanne DiStefano和她的同事已经确定了第三种方法来发现二进制BMHs,使用的是DiStefano和她的同事在2018年首次提出的技术。他们提出寻找由重力透镜引起的光信号的可变性,重力透镜是由周围圆盘中的吸积物质发出的光。可变光曲线已被成功地用于探测系外行星的引力透镜效应,例如,它们扭曲了背景恒星的光。科学家们使用Illustris星系演化的计算机模拟来估计双星MBHs的频率、方向、吸积和其他特性。天文学家们预测,基于鲁宾天文台时空遗产调查的能力,10到100个重力自透镜双mbh可以被探测到,即使考虑了许多复杂的影响,如尘埃遮蔽或固有的AGN变异性。这一结果将具有重要意义,不仅有助于证明双MBH系统的存在,而且有助于研究这些天体的轨道参数和它们的吸积活动。

参考:Luke Zoltan Kelley, Daniel J. D'Orazio和Rosanne Di Stefano,《皇家天文学会月报》,508,2524,2021年。