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科学宇宙中奇异的双黑洞系统，将帮助人类实现星际旅行


在宇宙中存在这样的一种天体系统——双星系统 ， 它是指由两颗恒星组成 ， 相对于其他恒星来说 ， 位置看起来非常靠近的天体系统 ， 联星是指两颗恒星各自在轨道上环绕着共同质量中心的恒星系统 。 双星可以当成联星的同义词 ， 但一般而言 ， 双星可以是联星 ， 也可以是没有物理关联性 ， 只是从地球观察是在一起的光学双星 。
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而双星系统中有一种更为奇异的存在 ， 那就是双黑洞系统 ， 双黑洞是指相互绕转的两个黑洞组成的一个系统 。
2013年 ， 借助美国宇航局的广域红外望远镜(WISE) ， 天文学家们观测到在一个遥远星系的核心似乎存在两个超大质量黑洞 ， 这两个黑洞正相互绕转 ， 就像一对舞者 。
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随后科学家利用“澳大利亚望远镜紧凑阵列”以及设在智利境内的南双子望远镜进行的后续观测又揭示了更多有关这一星系不同寻常的特征 ， 包括一条看上去非常不均匀也不稳定的喷流 。 这可能是来自其中一个黑洞的喷流 ， 但其受到了另一个黑洞强大引力的影响 ， 因此显得摇摆不定 。
这种由两个黑洞组成的类似双星的体系是很难被发现的 。 它们的体积极小 ， 即便使用最强大的望远镜也难以分辨 。 而此次是科学家首次在与地球远达38亿光年之外发现黑洞双星系统 ， 证明这样的黑洞系统在宇宙间可能非常普遍 。
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对于宇宙中可空间分辨的双黑洞系统 ， 通过对尘埃温度以及CO分子测量等可以得到较高分辨率的图像以及各成分的相应的谱能量分布 ， 而对于目前观测双黑洞的间接证据则主要通过双黑洞进动对于星系核的形态的影响、准周期性光变、谱线双峰结构等进行间接观测 。
双黑洞系统的形成方式科学家目前认为主要由两种：
其一是由成对诞生的恒星产生 ， 宇宙中只有三分之一到二分之一的恒星符合这种条件 。 在仅仅一百万年的时间内 ， 双恒星演化、爆炸、坍塌 ， 最终形成双黑洞 。 双黑洞像打蛋器一样互相环绕 ， 它们的质量是太阳质量的20到100倍 ， 这样的双黑洞系统也被称为共生双黑洞 。 共同排列旋转是双黑洞的主要标志 ， 可以通过引力波信号对其进行测量 。
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双黑洞系统也可以通过两个分属于不同稠密星团的黑洞互相捕捉形成 ， 在此过程中 ， 弹弓效应发挥了巨大作用 。 早期宇宙中的黑洞在恒星经过时散发能量 ， 缓慢地向星团中心移动；久而久之 ， 导致恒星与黑洞的距离相当于太阳到冥王星之间的距离 。 在这种情况下 ， 黑洞相互通过引力作用捕捉 ， 形成“捕捉双黑洞”；和共生双黑洞不同 ， 由于它们是分别产生的 ， 旋转轴的方向不固定 。
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而远距离黑洞双星系统的能量会受到其他恒星之间的弹弓效应而减少 ， 因此合并的时间也相应缩短 。 这些通过不同方式形成的双黑洞 ， 一些在星系中心附近被捕捉 ， 一些停留在原地 ， 另一些在浩瀚的宇宙中漂流了数十亿年 。 无数双黑洞将在宇宙的海洋产生引力波的涟漪；当它们合并时 ， 释放出的巨大能量将触发一场宇宙海啸 。
所以宇宙中的双黑洞系统一般根据距离可以大概分为四类：分别为星系团中的类星体对、相互作用活动星队、“单个”星系中超大质量黑洞对以及空间不可分辨的双超大质量黑洞后选体 。 最后一类虽然在空间距离上难以分辨 ， 但是可以根据双星的轨道运动所导致的X射线等出现的周期性或准周期性进行判断 。


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