美国宇航局钱德拉号宇宙飞船探测超大质量黑洞留下的三叶草状空洞

　　美国宇航局钱德拉X射线天文台检查了被称为RBS797的星系团。
　　一项新的研究表明，在星系团的中央，大黑斑形成四叶三叶草的形状。这是宇宙史上的第一次——科学家们唯一一次在同一个地方观测到两组由黑洞形成的暗斑。
　　当星系中心的超大质量黑洞发出的辐射产生巨大的成对＂波瓣＂形状时，就会产生黑斑。这些结构出现在射电频谱中，但在X射线频谱中是暗空洞。研究人员首次在同一地点发现了一组四个叶。
　　在同一区域内有多组叶并非闻所未闻，但它们通常大小不同，并且比三叶草形状的特征相距更远。＂我们的系统的特点是，四个裂片都离中心相同，＂意大利波罗尼亚大学天体物理学博士Francesco Ubertosi说，他用X射线来研究星系团。Ubertosi领导了这项新的研究，发表在《天体物理学杂志快报》上。
　　所有这些叶似乎大小相同，并围绕一个中心轴。这是两对叶同时形成的证据。
　　这个被称为RBS797的星系团距离地球39亿光年，已经得到了很好的研究。研究人员早就知道那里存在射电叶。特别是，Ubertosi的工作建立在2013年对该地区的一项研究的基础上，该研究发现X射线空洞与钱德拉X射线天文台暗的波瓣重叠。Ubertosi说，这支持了一个黑洞将周围物质＂挖掘＂出该区域的观点。
　　Ubertosi和他的团队试图回答的主要问题是：他们能否在X射线数据中找到缺口，以匹配额外的射电波瓣的形状？Ubertosi说：＂这就像我们有一个故事，但有两种不同的方式来讲述它，＂广播和X光的观点应该是一致的。
　　超大质量黑洞通常从其顶部和底部发射粒子，形成两条高速流，称为相对论喷流。Ubertosi说，射流到达一定距离后会膨胀，并＂将我们在其周围X射线中看到的气体推开＂。他说，喷流在周围物质中开辟出一条路径，并＂在X射线中形成气泡状的凹陷＂。
　　麻省理工学院天体物理学家迈克尔·麦克唐纳（Michael McDonald）说，X射线空洞可以比作一个人在水下吹泡泡，他研究超大质量黑洞及其周围物质的演化，但没有参与这项研究。他说：＂你可以看到水中的气泡……或者如果你能以某种方式探测到空气。＂。观察水中的空隙就像探测X射线空洞中的空洞，测量气泡中的气体就像探测无线电波。
　　2019年，优步托西的主管被授予在钱德拉太空望远镜上进行更详细检查的时间。当他们得到结果时，他们在钱德拉的X射线读数中看到了四个空洞，与四个射电波瓣相匹配。
　　Ubertosi说，更重要的是，他们试图测量这两组叶的年龄差异，发现它们的年龄相差不到1000万年，这在银河系的时间尺度上并没有太大的差异。
　　他们小小的年龄差距支持了两种可能的解释，2013年研究的作者也提出了这一解释，当时他们在无线电频谱中发现了额外的一组波瓣。解释一：两个靠近轨道运行的超大质量黑洞同时活跃起来，形成了这些波瓣。或者两个：一个黑洞被抛离了它的轴线，可能是当它与另一个黑洞合并，然后旋转，喷射出新的方向。但是，优步托西说，在过去的任何X光检查中都没有看到这些额外的肺叶，这可能是因为曝光时间不够长。
　　麦克唐纳说，这两种观点在理论上都成立，但他认为双黑洞的观点＂更具吸引力＂，因为它可以代表除引力波之外研究黑洞合并的另一种方法。
　　麦克唐纳说，研究小组的研究结果令人信服，但一个好两三倍的形象会让他们确信。他说，这项工作是＂在没有新的数十亿美元的X射线望远镜的情况下我们能做的最好的工作＂。
　　研究人员将继续探测星系团RBS797。在Ubertosi的下一个项目中，他希望解决关于四叶苜蓿是由两个黑洞还是一个黑洞制成的争论。