天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了三個相互緊密繞轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量黑洞，“三兄弟”黑洞“蝸居”在一個距離地球40多億光年的星系，這一天文發(fā)現(xiàn)有助于天文學(xué)家搜索理論預(yù)期的引力波現(xiàn)象，愛因斯坦生前曾預(yù)測了“時空漣漪”——引力波的存在。國際化的天文團隊包括英國牛津大學(xué)的研究人員，南非開普敦大學(xué)的羅杰·迪恩博士擔(dān)任團隊的負責(zé)人，團隊的研究成員觀測和分析了六個被認為包含了兩個超大質(zhì)量黑洞的星系，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，其中的一個星系包含了三個超大質(zhì)量的黑洞?？茖W(xué)家第一次在一個十分遙遠的星系發(fā)現(xiàn)了緊密的三黑洞系統(tǒng)，在三個相互繞轉(zhuǎn)的黑洞中，其中的兩個黑洞似乎顯示了雙星系的特征，天文團隊的觀測結(jié)果顯示，兩個或兩個以上緊密聚集的超大質(zhì)量黑洞的組合比人們之前的想象更為普遍。

《自然》雜志發(fā)表了天文團隊的研究報告，南非開普敦大學(xué)的羅杰·迪恩博士解釋說，三個黑洞顯現(xiàn)了不同尋常的組合方式，它們構(gòu)成的引力場適合愛因斯坦的廣義相對論所描述的極端物理條件，黑洞相互繞轉(zhuǎn)的速度相當(dāng)于聲音在地球表面?zhèn)鞑ニ俣鹊?00倍。天文團隊使用了橫跨全球四大洲的射電望遠鏡，接收的信號通過望遠鏡的串接方式聚合起來，通過高分辨率的觀測發(fā)現(xiàn)了奇異的三黑洞系結(jié)構(gòu)，遙遠的星系距離相當(dāng)于宇宙半徑的三分之一。尤為令人驚喜的是天文團隊的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志了一系列發(fā)現(xiàn)的開端，平方公里陳列射電望遠鏡（SKA）的使用是團隊取得成功的關(guān)鍵因素之一。

牛津大學(xué)的物理教授馬特·賈維斯解釋說，科學(xué)家以廣義相對論為基礎(chǔ)，從合并的黑洞中預(yù)言了引力波的產(chǎn)生，天文團隊對三黑洞系所作的觀測和分析表明，三個相互繞轉(zhuǎn)的黑洞緊密地包裹成團，最終將會合并成一個超級黑洞，令人興奮的事情還在于科學(xué)家一直在尋找更多的引力波之源，尋找更多可能的引力波信號源，這有助于科學(xué)家探明作為“時空漣漪”的引力波屬性，科學(xué)家認為引力波是宇宙中一種最為神奇的物理現(xiàn)象，它們的存在和作用彎曲了宇宙時空。

同構(gòu)使用非常長基線干涉法（VLBI）的觀測技術(shù)，團隊成員發(fā)現(xiàn)了三黑洞系中的兩個黑洞，長基線干涉法的觀測技術(shù)聯(lián)合了分散在各地的大型射電天線，射電觀測站的距離達到了1萬公里，觀測的細節(jié)性比哈勃太空望遠鏡高出了50倍。天文團隊使用了歐洲的VLBI觀測網(wǎng)絡(luò)，大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接了歐洲、中國、俄羅斯和南非的射電望遠鏡陳列，連接了波多黎各305米直徑的阿雷西博射電望遠鏡。諸如SKA之類的射電望遠鏡有可能測量到從黑洞系發(fā)出的引力波。相互繞轉(zhuǎn)的雙黑洞和三黑洞系逐漸降低了它們的旋轉(zhuǎn)速度。一直以來，科學(xué)家對緊密繞轉(zhuǎn)的黑洞系和它們可能發(fā)出的引力波知之甚少。

發(fā)現(xiàn)的成果不僅揭示了“緊密伴侶”的黑洞發(fā)出的比之前的期待更為顯著的射電波，而且表明了諸如MeerKAT和非洲的VLBI射電望遠鏡網(wǎng)絡(luò)有可能幫助科學(xué)家直接地探測和分析引力波的信號。在未來的天文觀測中，預(yù)期SKA將會幫助科學(xué)家在更加精細的程度上獲得對黑洞星系觀測的信息，以便更好地理解黑洞在宇宙演變中如何促成了星系的形成?！蹲匀弧冯s志文章的作者之一、曼徹斯特大學(xué)的基斯·格蘭奇博士解釋說，他們的發(fā)現(xiàn)展示了激動人心的VLBI技術(shù)的威力，精細化的觀測手段使得科學(xué)家的視角深入到了遙遠星系的核心區(qū)域。

新一代的射電天文臺——SKA被設(shè)計成VLBI強大的功能模式，而VLBI探測技術(shù)是發(fā)現(xiàn)雙黑洞體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要素，雙黑洞體在更大尺度上展示了黑洞的特征，黑洞的運動軌跡從大型的噴流中襯托出來，大型的黑洞噴流被扭曲成螺旋的形狀。即使黑洞之間十分靠近，以至于大型射電望遠鏡也很難將它們區(qū)分開來，但黑洞扭曲狀的噴流展現(xiàn)了一個更容易發(fā)現(xiàn)它們的視角，好似標(biāo)明航船在大海航行位置的指示燈，扭曲的黑洞噴流帶來了一種有探測價值的標(biāo)記。未來的射電望遠鏡有更為靈敏的技術(shù)指標(biāo)，諸如MeerKAT和SKA能夠探測扭曲黑洞的噴流標(biāo)識，借助更有效的探測方法，科學(xué)家將在十分遙遠的太空探測更多的雙黑洞星系。

（編譯：2014-6-26）