当两个黑洞绕着对方旋转并最终碰撞时，它们会在时空中发出称为引力波的涟漪。因为黑洞不发光，所以这些事件不会以任何光波或电磁辐射发光。但是一些理论学家已经提出了黑洞合并时可能会光爆炸的方法。现在，天文学家第一次发现了这些产生光场景的证据。
在美国国家科学基金会(NSF)资助、位于圣迭戈附近帕洛玛天文台的加州理工学院兹威基瞬态设备(ZTF)的帮助下，科学家们发现了可能来自一对合并黑洞的耀斑。2019年5月21日，美国国家自然科学基金的激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲室女座探测器首次见证了这一黑洞的合并，这次合并被称为S190521g。随着黑洞的融合，使空间和时间抖动，它们发出了引力波。
与此同时，ZTF正在对天空进行机器人调查，捕捉到各种各样在夜空中闪烁、爆发或其他变化的物体。这次观测捕捉到的耀斑是由遥远的活跃的超大质量黑洞或类星体(J1249+3449)产生的，它被定位到引力波事件S190521g所在的区域。
加州理工学院天文学研究教授、ZTF项目科学家马修·格雷厄姆说，在这次更突然的耀斑爆发之前，这个超大质量黑洞已经在黑洞中缓慢运转了很多年。耀斑发生在正确的时间尺度，在正确的地点，与引力波事件一致。在我们的研究中，我们得出结论，耀斑很可能是黑洞合并的结果，但我们不能完全排除其他可能性。" Graham是这项新研究的第一作者，该研究发表在6月25日的《物理评论快报》杂志上。
美国国家科学基金会天文科学部门主任拉尔夫·高梅说，"ZTF是专门设计来识别像这样的新的、罕见的和可变类型的天文活动的。nsf对新技术的支持继续扩展了我们跟踪此类事件的能力
两个合并的黑洞是如何爆发出光的?在Graham和他的同事勾勒的场景中，两个搭档黑洞被安置在一个圆盘中，环绕着一个大得多的黑洞。
在大多数星系的中心潜伏着一个超大质量黑洞。它被一群恒星和死亡的恒星包围着，包括黑洞，合著者K. E. Saavik Ford说，他来自纽约城市大学(CUNY)研究生中心、曼哈顿社区学院(BMCC)和美国自然历史博物馆(AMNH)。"这些物体像愤怒的蜜蜂一样簇拥在中心巨大的蜂后周围。它们能在短时间内找到引力伴侣并配对，但通常在疯狂的舞蹈中很快就会失去伴侣。但是在超大质量的黑洞盘中，流动的气体将蜂群的狂舞坑变成了经典的小步舞曲，将黑洞组织起来，使它们能够配对，"说。
一旦两个黑洞合并，新的、现在更大的黑洞就会受到一种冲击，这种冲击会把它向一个随机的方向发射出去，它会穿过盘状星云中的气体。"的合著者巴里·麦克南说，正是气体与高速飞行的子弹的反应产生了明亮的耀斑，用望远镜就能看到。麦克南也是纽约城市大学研究生中心，BMCC和AMNH的研究员。
据预测，这种耀斑将在合并过程中产生的最初引力波飞溅后的数天到数周内开始出现。在这种情况下，ZTF并没有立即捕捉到这一事件，但当科学家们几个月后重新查看ZTF档案图像时，他们发现了一个信号，它是在2019年5月引力波事件发生几天后开始的。ZTF观察到耀斑在一个月的时间里慢慢消退。
科学家们试图更详细地观察超大质量黑洞的光，也就是所谓的光谱，但在他们观察的时候，耀斑已经消退了。光谱可能会为这种观点提供更多的支持，即耀斑来自于超大质量黑洞盘内的黑洞合并。然而，研究人员表示，他们能够在很大程度上排除观测到的耀斑的其他可能原因，包括超新星爆发或潮汐干扰事件，当黑洞吞噬恒星时，就会发生潮汐干扰事件。
更重要的是，研究小组说，耀斑不太可能来自超大质量黑洞通常的隆隆声，超大质量黑洞有规律地从其周围的圆盘中获取营养。利用加州理工学院领导的卡特琳娜实时瞬态调查，他们能够评估过去15年黑洞的行为，并发现它的活动在2019年5月之前是相对正常的，直到它突然加剧。
像这样的超大质量黑洞一直都有耀斑。"杂志的合著者，加州理工学院天文学助理教授Mansi Kasliwal说:“它们不是安静的物体，但是这次耀斑爆发的时间、大小和位置非常壮观。”寻找这样的耀斑之所以如此重要，是因为它极大地帮助解决了天体物理学和宇宙学问题。如果我们能再次做到这一点，探测到其他黑洞合并时发出的光，那么我们就能确定这些黑洞的归属，并进一步了解它们的起源
新形成的黑洞应该会在未来几年引起另一次耀斑。合并的过程给了这个物体一种刺激，使它再次进入超大质量黑洞的圆盘，并产生了ZTF应该能够看到的另一道闪光。
《物理评论快报》的论文题为"A候选电磁对应物双星黑洞合并引力波事件GW190521g,"，由美国国家科学基金会、美国国家航空航天局、海森堡基金会和增长(观测瞬变发生的天文台全球传递)计划资助。其他合著者包括:K. Burdge, S.G. Djorgovski, A.J. Drake, D. Duev, A.A. Mahabal, J. Belecki, R. Burruss, G. Helou, S.R. Kulkarni, F.J. Masci, T. Prince, D. Reiley, H. Rodriguez, B. Rusholme, R.M. Smith，均来自加州理工学院;爱丁堡大学的N.P. Ross;由加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室的丹尼尔·斯特恩;明尼苏达大学的M. Coughlin;马里兰大学、帕克学院和纽约大学的S. van Velzen;华盛顿大学的E.C. Bellm;美国宇航局戈达德太空飞行中心的S.B. Cenko;马里兰大学帕克分校的V.坎宁安;以及劳伦斯伯克利国家实验室和魏茨曼科学研究所的M.T. Soumagnac。
除了国家科学基金会，ZTF还得到了国际合作伙伴的资助，另外还得到了NASA、海森堡基金会、加州理工学院空间创新委员会成员以及加州理工学院自身的支持。
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