天文學(xué)家在三個星系的泰坦尼克號碰撞中發(fā)現(xiàn)了三個巨大的黑洞。包括錢德拉X射線天文臺和其他NASA太空望遠鏡在內(nèi)的數(shù)個天文臺都捕捉到了這一不尋常的系統(tǒng)。

弗吉尼亞費爾法克斯喬治梅森大學(xué)的Ryan Pfeifle說：“當時我們只是在尋找黑洞，但是通過我們的選擇技術(shù)，我們偶然發(fā)現(xiàn)了這個驚人的系統(tǒng)。”在天體物理學(xué)雜志描述了這些結(jié)果。“這是迄今發(fā)現(xiàn)的這樣的三重系統(tǒng)，可以有效地喂入超大質(zhì)量黑洞。”

該系統(tǒng)被稱為SDSS J084905.51 + 111447.2(簡稱SDSS J0849 + 1114)，距地球十億光年。

為了發(fā)現(xiàn)這種罕見的黑洞三連環(huán)，研究人員需要結(jié)合地面和太空望遠鏡的數(shù)據(jù)。首先，斯隆數(shù)字天空測量(SDSS)望遠鏡對SDSS J0849 + 1114進行了成像，該望遠鏡用來自新墨西哥州的光學(xué)光掃描了大片天空。在參與名為“銀河動物園”項目的公民科學(xué)家的幫助下，它被標記為碰撞星系系統(tǒng)。

然后，來自NASA的廣域紅外測量瀏覽器(WISE)任務(wù)的數(shù)據(jù)顯示，在銀河合并的一個階段中，預(yù)計會有多個黑洞迅速進入，該系統(tǒng)在紅外光中發(fā)出強烈的光芒。為了追蹤這些線索，天文學(xué)家隨后轉(zhuǎn)向錢德拉和亞利桑那州的大型雙筒望遠鏡(LBT)。

錢德拉的數(shù)據(jù)揭示了X射線源(表明黑洞正在消耗物質(zhì)的明顯信號)在合并中每個星系的明亮中心，科學(xué)家們正好希望存在超大質(zhì)量黑洞。錢德拉和美國宇航局的核光譜望遠鏡陣列(NuSTAR)也發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，其中一個黑洞周圍有大量的氣體和塵埃，這是合并黑洞系統(tǒng)的典型特征。

加州大學(xué)河濱分校的克里斯蒂娜·曼薩諾·金(Christina Manzano-King)說：“光譜中包含了大量有關(guān)銀河系的信息。”“它們通常用于識別活躍積聚的超大質(zhì)量黑洞，并且可以反映出它們對它們所居住的星系的影響。”

很難找到三重態(tài)的超大質(zhì)量黑洞的原因之一是，它們很可能被氣體和灰塵所覆蓋，從而擋住了大部分光線。來自WISE的紅外圖像，來自LBT的紅外光譜和來自Chandra的X射線圖像繞過了這個問題，因為紅外和X射線比氣體更容易穿透氣體云。

Pfeifle說：“通過使用這些主要的天文臺，我們找到了識別三重超大質(zhì)量黑洞的新方法。每臺望遠鏡都為我們提供了有關(guān)這些系統(tǒng)正在發(fā)生什么的不同線索。”“我們希望擴大工作范圍，以使用相同的技術(shù)找到更多的三元組。”

同樣是喬治·梅森(George Mason)的合著者Shobita Satyapal說：“雙黑洞和三黑洞極為罕見，但這種系統(tǒng)實際上是星系合并的自然結(jié)果，我們認為這是星系如何生長和演化的。”

三個超大質(zhì)量黑洞的合并行為不只是一對。當有三個這樣的黑洞相互作用時，一對應(yīng)該比單獨兩個時更快地合并到更大的黑洞中。這可能是解決稱為“最終差距問題”的理論難題的方法，在該難題中，兩個超大質(zhì)量黑洞可以在彼此相隔數(shù)光年的時間內(nèi)接近，但由于能量過多，需要一些額外的向內(nèi)合并他們進入軌道。如SDSS J0849 + 1114中所述，第三個黑洞的影響最終將它們?nèi)诤显谝黄稹?/p>

計算機模擬表明，碰撞星系中的超大質(zhì)量黑洞對中有16%將在合并之前與第三個超大質(zhì)量黑洞相互作用。這樣的合并將通過稱為引力波的時空產(chǎn)生漣漪。這些波的頻率將低于美國國家科學(xué)基金會的激光干涉儀重力波天文臺(LIGO)和歐洲處女座引力波探測器所能檢測到的頻率。但是，通過脈沖星的無線電觀測以及未來的太空觀測站(例如歐洲航天局的激光干涉儀太空天線(LISA))可以檢測到它們，該系統(tǒng)將探測高達一百萬個太陽質(zhì)量的黑洞。