检测碰撞的检测超大质量黑洞

在一项新研究中，量黑研究人员开发了一种创新的检测方法来检测碰撞的超大质量黑洞。该研究刚刚发表在《天体物理学》杂志上，碰撞由莫纳什大学ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)的超大质洞博士后研究员Xingjiang Zhu领导。

在宇宙中每个星系的量黑中心，都有一个质量超百万倍于太阳质量的检测黑洞。大星系是碰撞由合并在一起的较小星系组装而成的，因此超质量黑洞的超大质洞碰撞在宇宙中很常见。但是量黑合并超大质量黑洞仍然难以捉摸：到目前为止，还没有确凿证据证明它们的检测存在。

寻找这些合并的碰撞一种方法是通过发射引力波-时空结构中的波纹。一对遥远并合的超大质洞超大质量黑洞在彼此绕圈旋转时发出引力波。由于黑洞非常大，每波都要经过多年才能通过地球。天文学家已经使用了一种称为脉冲星定时阵列的技术来观察来自超大质量二元黑洞的引力波，但迄今无济于事。

同时，天文学家一直在寻找超大质量黑洞与光的碰撞。通过寻找称为类星体的遥远星系亮度的规律波动，已经找到了许多候选源。类星体非常明亮，据信是由气体云在超大质量黑洞上的堆积所驱动。

如果类星体的中心包含两个彼此绕行的黑洞(而不是单个黑洞)，那么轨道运动可能会改变气体云的堆积并导致其亮度周期性变化。通过这种搜索已经找到了数百名候选人，但天文学家尚未找到吸烟枪的信号。

“如果我们能找到一对正在合并的超大质量黑洞，它不仅会告诉我们星系是如何演化的，而且还会揭示脉冲星观察者所期望的引力波信号强度，”朱说。

OzGrav研究试图解决辩论，确定是否有任何已识别的类星体可能由相撞的黑洞驱动。判决?可能不是。

“我们已经开发出一种新方法，使我们可以搜索周期信号并同时测量类星体噪声特性，” Zhu说。“因此，它应该对检测到的信号的统计意义产生可靠的估计。”

将这种方法应用于最著名的候选源之一，称为PG1302-102，研究人员发现了周期性变化的有力证据。然而，他们认为信号不太可能是由一对在碰撞途中的黑洞引起的。取而代之的是，他们发现描述热气体光波动的普遍假设模型存在缺陷。

合作者兼OzGrav首席研究员Eric Thrane说：“我们的结果表明类星体很复杂。” “我们相信，这种新方法将通过更好地理解类星体以及区分可能的信号来帮助我们寻找超大规模黑洞碰撞。”

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