黑洞本就會吞噬掉任何光線,兩個黑洞相互撞擊時就更不該釋放出任何光芒——至少,物理學家們以前是這麼認為的。然而,在距離地球75億光年的地方,當兩個黑洞——每個都有長島那麼大——以每秒好幾次的速度圍繞著彼此高速旋轉並最終撞擊並融合時,它們不僅向宇宙發射出了高強度的衝擊波,天文學家還認為,他們看到了耀眼的光芒。如果這是真的,那這將是人類第一次在黑洞融合時看到光。
兩個黑洞將要撞擊時的概念圖
這次撞擊是在2019年5月21日發生的,當時被記錄為S190521g事件,起初天文學界並沒有發現可見光的存在。然而,隨後加州理工大學Zwicky瞬變設施(ZTF)這一獨立觀測站重新檢驗了他們蒐集到的數據,結果發現這次撞擊確實有發出耀斑的跡象。這項研究由加州理工學院的天文學家Matthew Graham領導,現在發表在《物理評論快報》上。按照這項新研究的觀點來看,在本不應該產生光的黑洞中發現光,確實不同尋常,但也並非全然不可能——這次事件中的黑洞只是在正確的時間出現在了正確的位置上。當兩個黑洞圍繞彼此旋轉時,它們處在一個由氣體和塵埃組成的巨大圓盤內。這個巨大的圓盤橫跨數光年的尺度,而且事實上是在圍繞著第三個黑洞旋轉——一個位於星系中心的超大質量黑洞。黑洞周圍圍繞著各種物質,小到氣體塵埃或是小行星,大到恆星、中子星甚至是更小型的黑洞都有。“這些物體像憤怒的蜜蜂一樣蜂擁而至,圍繞著中心那隻巨大的蜂王。”論文的合著者之一、紐約城市大學的天文學家K. E. Saavik Ford如此比喻。在這種情況下,因為相互圍繞旋轉的兩個黑洞周圍塵埃遍佈,它們最終撞擊並融合的時候,就產生了類似於衝擊波的東西,衝擊著周圍的星際塵埃和氣體。這就導致附近的物質被加熱,使它們發出了比正常情況下更亮的光。“如果只是兩個黑洞合併,你別指望能看到任何東西。”Matthew Graham教授如此說,“但是由於黑洞被這些物質包圍,尤其是被這個吸積盤包圍,情況就不同了。”研究作者目前也並沒有排除耀斑出現原因的其他可能性,比如可能是因為超新星或潮汐力瓦解事件,或是因為一顆恆星撞上了黑洞。不過他們依然認為黑洞合併是耀斑產生的最有可能的原因。下一步,研究人員打算記錄下在其他黑洞合併中發生的類似事件。鑑於目前天文學設備愈加先進,他們預計未來會有更多此類事件發生。