黑洞不再“二人转”？科学家发现：黑洞合并或隐藏“第三颗天体”

更新时间：2025-09-15 13:29  浏览量：1

在宇宙深处，两个黑洞相遇、融合、释放引力波，这样的“宇宙级碰撞”已经不算新鲜。自2015年人类首次探测到引力波以来，类似事件已经被记录了100多次。但最近，中国科学家的一项研究，却可能彻底改变我们对这些“黑洞合并”的理解。

他们发现，有些黑洞合并事件，可能并不是“你侬我侬”的两人世界，而是有“第三者”在场。而这个第三者，很可能是一颗隐藏的超大质量黑洞。

这项研究来自中国科学院上海天文台韩文标团队。他们的突破点在于一个特别的引力波事件：GW190814。

这个事件发生于2019年8月14日，两个天体合并时，一个质量约23倍太阳质量，另一个只有2.6倍。这种质量差距非常罕见。一般来说，两颗黑洞如果是同一个双星系统演化而来，质量不会差太多。

而且，这个事件的引力波信号持续时间也偏长，给了科学家足够的时间来“放大镜”式地观察细节。韩文标团队就注意到，引力波频率里，似乎有一些异常的“抖动”。这不是噪声，而可能是一种“多普勒效应”造成的频率偏移。

你可以把它想象成一辆救护车在围着你转圈发出警笛声。它靠近你时声音更尖锐，远离你时声音变低。引力波频率的“调制”也可能是因为——这个黑洞组合其实在围着第三颗天体转圈。

他们用一个新模型加入了这个“视向加速度”的考量，结果发现，这个模型比原来的“孤独两黑洞”模型更符合观测数据。贝叶斯因子高达58:1，强烈支持第三者存在的可能。

这听起来像是偶然事件，但其实，韩文标团队早在2018年就提出过一个理论模型：b-EMRI，即“双黑洞-极端质量比内旋系统”。

简单说，就是两个质量不大的黑洞（类似GW190814中的“情侣”），在一个超大质量黑洞的引力场中一起绕着转。你可以把它看作是一个“中间舞台”上两人跳舞，但整个舞台还在绕另一个中心旋转。

这种配置在活动星系核（AGN）中很可能自然形成。那是星系中心的“热闹地带”，有浓密的吸积盘、强大的引力，正是黑洞“邂逅”和“牵手”的理想场所。

更厉害的是，这样的系统不仅能发出高频引力波（LIGO探测器能接收），还可能发出低频引力波（未来的LISA空间探测器能接收）。这就像一个声音高低混合的“交响乐”，提供了更丰富的天体物理信息。

研究团队还分析了其他一些高信噪比的引力波事件，发现大多数符合“单独两黑洞合并”的模型，只有GW190814强烈支持存在第三者。这说明，并非所有黑洞合并都有“观众”在场，但GW190814可能揭示了一种新的演化路径。

这项研究的意义，不只是给黑洞合并加了一个“剧情反转”，而是为我们理解宇宙中黑洞如何形成、如何演化提供了新线索。

未来，随着探测器灵敏度的提升，比如欧洲的“爱因斯坦望远镜”或中国的“太极计划”，我们将能更清楚地捕捉这些复杂的三体系统，甚至观察它们如何在极端引力下“共舞”。