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伯明翰大學的一組研究人員進行的一項新研究發現，超大質量黑洞的碰撞可能在未來10年開始的時候可以同時在引力波和x射線中觀察到。
歐洲太空局(ESA)最近宣布，它在本世紀30年代的兩個主要太空天文台將同步發射。發射計劃、下一代x射線太空望遠鏡雅典娜號(Athena)和第一個空間引力波天文台利薩號(LISA)號將在一年內開始互相觀測，並且可能至少有四年的重疊科學操作。
根據這項新的研究,發表在《自然》天文學(「連接引力波和x射線現象與聯合麗莎和雅典娜觀察」),ESA的決定將會給天文學家們前所未有的機會產生多信使地圖的一些宇宙中最劇烈的宇宙事件,迄今為止未被觀察到,長期以來的核心奧秘周圍的宇宙的進化。
它們包括遙遠宇宙中星系核心的超大質量黑洞的碰撞，以及大多數星系中心的超大質量黑洞「吞噬」中子星和黑洞等恒星致密物體。
LISA所測量到的引力波將精確定位由合併所引起的時空漣漪，而與雅典娜一起觀察到的x射線則揭示了在那個環境中高溫且高能量的物理過程。結合這兩個信使來觀察這些星系中的相同現象，將會給我們的理解帶來一個巨大的飛躍:大質量黑洞和星系是如何共同進化的，大質量黑洞是如何增長它們的質量和吸積的，以及這些黑洞周圍氣體的作用。
這些是天體物理學中一些懸而未決的大問題，幾十年來一直困擾著科學家們。
肖恩·麥基博士是伯明翰大學天體物理學講師，同時也是雅典娜和麗莎聯盟的成員，他主管了這項研究。他說:「同時觀測這些事件的前景是未知的領域，可能會導致巨大的進步。這有望成為我們對超大質量黑洞以及它們如何在星系中生長的理解上的一場革命。」
阿爾貝托·維奇教授,主任引力波天文學研究所的伯明翰大學和研究報告合著者,說:「我在麗莎工作了二十年,相結合的前景與有史以來最強大的x射線的眼睛設計得正確的星系的中心有望使這長期更加有益。很難準確預測我們將會發現什麼:我們應該系好安全帶，因為這將是一段相當長的旅程。」
在任務期間，可能會有多達10次的黑洞合併，其質量是太陽質量的10萬到1000萬倍，這些合併產生的信號足以被兩個天文台觀測到。盡管由於我們目前對這些合併過程中發生的物理現象以及它們發生的頻率缺乏了解，天文台可以觀測到更多或更少的此類事件。的確，這些問題將由觀察來回答。
此外，LISA將探測到恒星質量黑洞合併的早期階段，這將與地面引力波天文台的探測相結合。這種早期的探測將允許雅典娜在合併發生的精確時刻觀察雙星的位置。