2014年4月22日，欧洲航空航天局（ESA）（http://sci.esa.int/home）发布新闻，报说念北京大学物理学院天体裁系刘富坤讲授过火和解者近日发现的一双彼此绕转的超大质料双黑洞。这是初次在平庸星系中发现超大质料双黑洞。这对归隐的双黑洞之是以大约被发现是因为它们最近潮汐扯破了一颗恒星，而欧空局的XMM-Newton X-射线卫星那时刚巧正瞄准它们方位的标的进行不雅测而目击了这一事件。此次发现考据了刘富坤讲授等学者于2009年提倡的对于双黑洞的一个表面预言，同期也开启了天文询查的一个新限制。

天体裁家们确信，险些悉数大质料星系中心王人寄住着至少一个超大质料黑洞，而存在两个超大质料黑洞则是该星系曾与另外一个星系发生并合的铁证。因此，发现超大质料双黑洞能明确告诉天体裁家星系是怎样演化到它们现在的大小和情景的。

在此之前，天体裁家们已发现了几对超大质料双黑洞，但这些已发现的双黑洞王人位于一类额外的、行为的星系中。在这些行为的星系中，黑洞抓续继续地从星系中吸积气体云团，同期加热这些被吸积的气体到极高温度，然后在包括X-射线在内的繁密波长上发出浓烈的后光，使得这些星系具有一个亮堂的、活跃的中心，因而被天体裁家们称为“行为的星系核”。此次刘富坤讲授过火和解者的新发现的紧要性在于，它是首例发现于不成为的平庸星系中的超大质料双黑洞。而天地中绝大无数星系王人是不成为的平庸星系。

大爆炸天地学星系酿成和演化表面预言，悉数大质料星系中心王人也曾寄住过或正寄住着超大质料双黑洞。关联词，要发现它们则是一项顶点贫苦和挑战的任务，因为顾名念念义，黑洞本人是不发光的，而静宁星系中心又莫得气体云团块供黑洞吸积和加热，因而这些星系中心的黑洞险些老是处于透顶的暗淡之中。

天体裁家们所能委托的惟一但愿等于当其中的一个黑洞脱手责任——将一颗偶尔飞临的恒星扯破成碎屑时，刚巧瞄准该标的进行不雅测。这么的得志被天体裁家们称为“恒星潮汐扯破事件”。伴跟着恒星被黑洞潮汐引力扯破，它会产生浓烈而片晌的X-射线醒目。

2010年6月10日，XMM-Newton X-射线卫星捕捉到一例来骄慢熊座星系SDSS J120136.02+300305.5的恒星潮汐扯破事件。随后启动的XMM-Newton X-射线卫星和好意思国国度航空航天局（NASA）的Swift卫星的追踪不雅测标明，它发轫看起来饱胀等于一例由单个超大质料黑洞引起的典型恒星潮汐扯破事件。但跟着，其X-射线辐射骤然暴跌至卫星的探伤极限之下——从X-射线卫星的视线中透顶消亡了，然后它骤然再行出现并辞退着暴跌之前的启动设施清静衰退，就好像什么也不曾发生过相通。

图 1、星系中心彼此绕转的超大质料双黑洞恒星潮汐扯破事件艺术联想图。主黑洞将一颗恒星撕闹翻成细长气体流，该气体流在流向黑洞酿成围绕黑洞旋转的吸积盘时被高温加热产生浓烈X-射线辐射。当次黑洞绕转到气体流隔邻（但不穿过）时，产生的抑止性引力扰算作用负气体流中部分气体流飞离，留住一段闲逸。X-射线出现骤然着落直至暗淡得志对应闲逸到达主黑洞时候。（绘制：ESA -C. Carreau）

刘富坤指出，这一奇怪步履和东说念主们所预期的发生在超大质料双黑洞中的恒星潮汐扯破事件的特征饱胀相通。

刘富坤过火携带的询查团队弥远以来一直奋发于对双黑洞系统恒星潮汐扯破事件的表面询查。在发表于2009年的表面责任（文件1）中他们预言，当双黑洞潮汐扯破恒星时，由于次黑洞对流向“责任”黑洞的气体流产生抑止性引力扰动而暂时性地洗劫气体流，使其暂停向X-射线醒目提供燃料，于是X-射线辐射出现断裂式着落直至暗淡，然后复原得志（如图１所示）。在行将发表于2014年5月10日出书的第786卷好意思国《天体物理学》杂志上的论文（文件2）中，刘富坤讲授与国度天文台李硕博士、德国马克念念－普朗克学会射电天文询查所斯蒂芬妮·科摩萨（Stefanie Komossa）博士和解，通过数值模拟和严格表面分析论证发现，星系SDSS J120136中存在着一双归隐的超大质料双黑洞。他们发现，有两套双黑洞系统情形可竣工重构SDSS J120136的不雅测摒弃（如图2所示）。

图2、双黑洞（情形一）对星系SDSS J120136.02+300305.5潮汐扯破恒星事件x-射线光变弧线的完整重构（红实线)。图中菱形标志为XMM-Newton卫星及Swift卫星的不雅测值及裂缝，向下箭头代表X-射线源亮度低于卫星的探伤极限时获得的流量上限，骨子亮度低于该值。玄色虚线为单黑洞中恒星潮汐扯破事件的典型光变弧线。（取自文件2）

在第一种情形中，一个具有一千万倍太阳质料的主黑洞和一个具有一百万倍太阳质料的次黑洞在椭圆轨说念上彼此绕转；在第二种情形中，主黑洞质料是太阳质料的一百万倍，而在圆轨说念上绕转的次黑洞质料则唯有十万倍的太阳质料。在两种情形下，黑洞之间的距离王人特殊的小：仅千分之零点六秒差距，或节略千分之二光年，这大致特殊于太阳系的宽度。在这么密近的距离上，这对双黑洞的运说念一经注定：引力波辐射将带走它们的轨说念能量，两个黑洞螺旋式地冉冉彼此斡旋，在节略二百万年后并合成一个新的黑洞。

刘富坤等对平庸星系中第一例归隐超大质料双黑洞的得胜发现，将不可幸免地促使国外天体裁家脱手搜索更多的归隐在平庸星系中心的超大质料双黑洞，同期也将刺激那些正在或诡计对恒星潮汐扯破事件开展全天巡天的空间X-射线卫星——如欧空局的eROSITA、中国行将辐射起飞的SVOM和过去的EP等，以及包含下一代大地最紧要千里镜LSST在内的等繁特务测器将改进询查诡计而将其纳入为主要的搜寻对象。这些千里镜将探伤到数千至上万的恒星潮汐扯破事件。有了这些探伤摒弃，诓骗刘富坤等提倡的设施和表面，天体裁家们就不错索要出对于星系并合率、超大质料黑洞发祥以及在天地中演化历史的可靠统计数据。

刘富坤等的责任还让天体裁家们不错有更多的期待。当双黑洞并合时，展望将以引力波的容貌向天地空间爆发性开释弘大的能量。超大质料双黑洞的并合将是天地中最强的引力波辐射源。引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种时空泛动。现辞宇宙各地的天体裁家们正开采一种新类型的天文不雅测台来探伤这些泛动。其中，欧空局下一代大科学任务“天地前程诡计”之一——L3任务“激光插手仪空间天线（LISA）”的科学主题等于搜索和探伤超大质料双黑洞并合发出的以往难以被发现的引力波。而欧空局诡计于2015年辐射起飞的“LISA探路者”号将训练和测试开采该空间引力波探伤器所必需的枢纽时代。

鉴于归隐超大质料双黑洞的发现将首创一个天体裁新限制，以及XMM-Newton卫星在其中所作的孝顺，欧空局于2014年4月22日通过其新闻网首家向全宇宙报说念了这一要紧发现。在该新闻的临了，欧空局XMM-Newton空间千里镜容貌科学家诺伯特·斯卡特尔（Norbert Schartel）讲授转头说：“XMM-Newton舞动式不雅测的立异性使用使得发现这对超大质料双黑洞成为可能。这一发现诠释注解了抓久运转的空间天文台在探伤这类能开启天体裁新限制的襄理事件中所能演出的紧要变装。”这亦然对此次发现紧要性的一个中肯评价。

本文先容的询查效果获得了国度当然科学基金的复旧。