使用NASA的尼尔·盖瑞尔斯Swift天文台的观测数据，科学家们首次发现了一对巨大黑洞在一个星系中心扰乱气体云的信号。
“这是一个非常奇特的事件，称为AT 2021hdr，每隔几个月就会重复发生一次，”智利瓦尔帕莱索大学和超级黑洞研究与技术探索千年核研究所的天体物理学家洛雷娜·埃尔南德斯-加西亚说。“我们认为一个气体云吞噬了这些黑洞。当它们彼此环绕运行时，黑洞与气体云相互作用，扰动并消耗其气体。这在系统的光中产生了一个振荡模式。”
由埃尔南德斯-加西亚领导的关于AT 2021hdr的论文于11月13日发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
这对黑洞位于名为2MASX J21240027+3409114的星系中心，距离我们10亿光年，位于北天鹅座。这对黑洞相距约160亿英里（260亿公里），光在它们之间传播只需一天时间。它们的总质量是太阳的4000万倍。
科学家估计，这对黑洞每130天完成一次轨道运行，并将在大约7万年后相撞合并。
AT 2021hdr首次于2021年3月由位于加利福尼亚州帕洛马天文台的加州理工学院领导的ZTF（Zwicky瞬变设施）发现。它被ALeRCE（事件快速分类的自动学习）标记为一个潜在有趣的来源。这个多学科团队结合人工智能工具和人类专业知识，使用ZTF等调查项目收集的大量数据向天文社区报告夜空中的事件。
“虽然最初认为这个耀斑是超新星，但2022年的爆发让我们考虑了其他解释，”共同作者、ALeRCE团队成员及智利大学数学建模中心的天体物理学家阿莱汉德拉·穆尼奥斯-阿兰西比亚说。“每一次后续事件都帮助我们完善了对该系统的模型。”
自第一次耀斑以来，ZTF每60到90天检测到一次AT 2021hdr的爆发。
自2022年11月以来，埃尔南德斯-加西亚和她的团队一直在使用Swift观测这一来源。Swift帮助他们确定这个双黑洞在紫外线和X射线光中产生了与ZTF在可见光范围内观察到的相同时间尺度的振荡。
研究人员通过一种“金发姑娘”式的排除法来解释他们在数据中看到的现象。
最初，他们认为这个信号可能是银河系中心正常活动的副产品。然后他们考虑了一种潮汐破坏事件，即一颗星星走得太近而被其中一个黑洞摧毁，可能是原因。
最终，他们认为另一种可能性，即气体云的潮汐破坏，一个比双黑洞本身更大的气体云。当气体云遇到黑洞时，重力将其撕裂，形成围绕黑洞的一缕缕物质，摩擦开始加热它。气体在靠近黑洞的地方变得特别稠密和炙热。随着双黑洞运行轨道，每次旋转都会将一些气体从系统中排出。这些相互作用产生了Swift和ZTF观测到的光波动。
埃尔南德斯-加西亚和她的团队计划继续观察AT 2021hdr，以更好地理解这个系统并改进他们的模型。他们还对其所在的星系感兴趣，这个星系目前正与附近的另一个星系合并——这一事件在他们的论文中首次报告。
“随着Swift接近其20周年纪念，它仍在帮助科学界完成许多新科学发现，这真是令人难以置信，”NASA戈达德太空飞行中心的Swift首席研究员S. Bradley Cenko说。“它还有很多东西要教我们关于我们不断变化的宇宙。”
NASA的任务是全球网络的一部分，监测天空中的变化，以解决宇宙运作的奥秘。
戈达德与宾州州立大学、新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州达勒斯的诺斯罗普·格鲁曼航天系统公司合作，管理Swift任务。其他合作伙伴包括英国莱斯特大学和马拉德太空科学实验室、意大利的布雷拉天文台和意大利航天局。
Source: NASA
Original text: By Jeanette Kazmierczak
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.