雙黑洞在超大質量黑洞附近并合藝術示意圖。（上海天文臺供圖）
宇宙中存在雙黑洞系統，還會并合產生引力波，這本已足夠令人驚嘆。但中國科學院上海天文臺韓文標研究員帶領的科研團隊最新發現，這些雙黑洞的背后還可能隱藏著質量更大的“神秘天體”——雙黑洞并合事件可能發生在第三個致密天體附近。
這一引力波天文學領域的突破性進展，為揭開雙黑洞的形成之謎提供了全新線索。論文今天凌晨發表在國際天文學知名期刊《天體物理雜志快報》上。
自2015年人類首次探測到引力波以來，LIGOVirgo-KAGRA合作組織已探測了超過100次引力波事件，其中絕大多數來自雙黑洞并合。這些事件為人類理解雙黑洞并合的物理過程提供了關鍵數據。但是，目前學術界對雙黑洞如何形成、演化的機制還不確定。
論文通訊作者、上海天文臺引力波團組負責人韓文標介紹，他和合作者于2018年首次提出了“b-EMRI”的設想，即由一個超大質量黑洞抓住一對雙黑洞，形成一個“三人組”——雙黑洞在超大質量黑洞附近“跳舞”，進而輻射多頻段的引力波。
該系統在國際上被新一代太空引力波探測項目LISA計劃寫入白皮書，也被中國空間引力波探測計劃列為獨特波源。從那時起，韓文標團隊就開始從LIGOVirgo引力波數據中尋找雙黑洞在超大質量黑洞附近并合的證據。
經過分析，團隊把目標瞄準了引力波事件GW190814。論文第一作者楊舒程博士介紹，GW190814里的兩個黑洞質量相差近10倍，如此懸殊的組合可能是因為它們曾和一個超大質量黑洞組成“三人組”，在彼此引力的拉扯下越靠越近。“也有人認為，它們誕生在活動星系核的吸積盤里，被周圍其他致密天體的引力推搡著慢慢靠近，最終并合。”
研究團隊注意到，若雙黑洞在第三個致密天體附近并合，其繞第三個天體的軌道運動會產生視向加速度，而且會在引力波頻率信號中留下獨特“印記”。為捕捉這一信號，團隊構建了一種針對性方法進行研究分析。結果顯示，數據強烈支持“存在視向加速度”的結論。
“這是國際上首次在雙黑洞并合事件中發現第三致密天體存在的明確跡象。”韓文標表示，這一發現在揭示雙黑洞形成通道方面具有重要價值。
隨著下一代地面和空間引力波探測器投入使用，人類將能更精確地捕捉引力波信號中的細微變化。未來可能會有更多類似發現，幫助人類理解雙黑洞的形成演化機制。
本文鏈接：雙黑洞背后竟藏神秘“第三者”http://m.sq15.cn/show-11-24127-0.html
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