當2015年人類首次通過引力波“聆聽”到雙黑洞并合的宇宙樂章時,科學家們便意識到這種神秘天體的共舞遠非表面那么簡單。如今,中國科學院上海天文臺韓文標團隊的一項突破性發現,正為雙黑洞的“身世之謎”揭開新的篇章——那些看似成雙成對的黑洞,或許正被更龐大的天體“暗中操控”。
自引力波探測開啟天文學新紀元以來,全球已記錄百余次雙黑洞并合事件。然而,這些質量相差懸殊的黑洞對究竟如何形成,始終困擾著科學界。以GW190814事件為例,其兩個黑洞質量比接近10:1,遠超常規雙星系統的預期。這種“不匹配”的組合,讓科學家開始懷疑:是否存在第三只“無形的手”在幕后推動?
2018年,有理論提出超大質量黑洞可能通過引力束縛,將雙黑洞系統“囚禁”在自己的勢力范圍內。但這一假設長期缺乏觀測證據,直到韓文標團隊將目光投向引力波信號中的細微“漣漪”。他們發現,若雙黑洞周圍存在第三個致密天體,其引力作用會導致黑洞軌道產生類似汽車加速時的“視向加速度”,進而在引力波頻率上留下獨特印記。
研究團隊為此開發了全新的波形分析模板,對GW190814的引力波數據進行深度解析。結果令人振奮:信號中確實存在與理論預測高度吻合的頻率偏移特征。這是國際上首次在引力波數據中發現此類三體系統跡象,標志著人類對宇宙極端天體系統的認知邁出了關鍵一步。
“這就像通過聲音的微小顫動,推斷出演奏者身邊還有一位未露面的樂手。”團隊成員楊舒程博士用生動的比喻解釋道。她指出,傳統觀念認為雙黑洞是孤立形成的“天生一對”,但新發現暗示“三人組”模式可能更為普遍。例如,星系核區的吸積盤、球狀星團等高密度環境,都可能成為三體黑洞系統的“孵化場”。
盡管目前證據仍屬間接,但這一發現已為雙黑洞形成理論開辟了新方向。過去提出的“動力捕獲說”“原初黑洞說”等模型,如今需納入三體相互作用的復雜因素。更令人期待的是,隨著下一代引力波探測器“愛因斯坦望遠鏡”等設備的上線,科學家或將直接捕獲三體黑洞系統的“全景影像”。
從單個恒星到雙星系統,再到如今隱現的三體網絡,人類對宇宙結構的認知不斷被刷新。正如楊舒程所言:“天文學的魅力在于,它總能用最極端的案例,挑戰我們對‘正常’的定義。”當科學家們試圖揭開雙黑洞的“婚約”之謎時,或許正悄然走近宇宙中最宏大的“社交現場”。









