科学家首次证实双黑洞并合事件附近藏着“神秘大佬”。 中国科学院上海天文台研究员韩文标团队首次发现双黑洞并合事件可能发生在第三个致密天体附近，为揭开双黑洞的形成之谜提供了全新线索。相关研究近日发表于《天体物理杂志快报》。
自2015年人类首次探测到引力波以来，LIGO-Virgo-KAGRA合作组织已探测了超过100 次引力波事件，其中绝大多数来自双黑洞并合。这些事件为人类理解双黑洞并合的物理过程提供了关键数据，但目前学术界对双黑洞如何形成、如何演化的机制还不确定。
2018年，韩文标和合作者首次提出了b-EMRI的概念，即双黑洞被一个神秘大佬——超大质量黑洞抓住，形成三黑洞组，双黑洞在大佬附近跳舞，进而辐射多频段的引力波。
双黑洞在超大质量黑洞附近并合事件。图片由研究团队提供
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此后，韩文标团队开始进一步从LIGO-Virgo引力波数据中寻找双黑洞在超大质量黑洞附近并合的证据。经过分析，研究团队把目标瞄准了引力波事件GW190814，两个并合的黑洞质量差近10倍。学界普遍认为，这两个黑洞可能曾经和一个超大质量黑洞组成三人组，在彼此的引力拉扯下越靠越近。也有人认为，它们均诞生在活动星系核的吸积盘里，被周围其他致密天体的引力推搡着慢慢靠近，最终并合。
研究团队注意到，若双黑洞在第三个致密天体附近并合，绕第三个天体的轨道运动会产生沿着观测者视线方向的加速度，进而通过多普勒效应改变引力波的频率，在信号中留下独特印记。
为捕捉该信号，研究团队构建了一种包含视向加速度的引力波波形模板，通过贝叶斯推断方法，对多个高信噪比双黑洞事件进行了分析。结果显示，对于GW190814 事件，包含视向加速度的模型显著优于传统的孤立双黑洞模型，数据强烈支持存在视向加速度的结论。
韩文标表示，这是国际上首次在双黑洞并合事件中发现第三致密天体存在的明确迹象，意味着GW190814的双黑洞可能并非孤立形成，而是处于一个更复杂的引力系统中。随着下一代地面引力波探测器和空间探测器投入使用，人类将能更精确地捕捉引力波信号中的细微变化，未来可能会发现更多类似事件，帮助人类理解双黑洞的形成演化机制。（来源：中国科学报 江庆龄）
相关论文信息：http://doi.org/10.3847/2041-8213/adeaad
作者：韩文标等 来源：《天体物理杂志快报》
