双黑洞驱动的类星体

1963年，天文学家Schmit利用Palomar天文台5m光学望远镜得到的3C273光谱，证认了氢的Balmer线并求出其红移为z=0.158，成为发现类星体的标志性事件，是20世纪60年代天文学的四大发现之一。

类星体的显著特点是巨大的本征亮度，它的辐射功率可以是普通星系的成百上千倍，但是类星体又是恒星状的，这表明这样巨大的能量是在非常小的尺度上辐射出来的。观测发现类星体有着甚至小时量级的光变现象，这说明类星体在比太阳系还小的尺度上可以辐射出比整个银河系还要大一百倍以上的能量。

类星体的基本成分：中心的超大质量黑洞，尘埃环，吸积盘，喷流。图片来源：Robert Antonucci

那么，类星体的能源究竟是什么才能如此巨大？在比太阳系还小的尺度上，通过大量的恒星以核聚变或者超新星爆发等机制无法获得像类星体这样稳定的能量输出。天文学家迅速提出了大质量黑洞通过吸积气体将引力能转化成电磁波辐射出来这样的机制来解释类星体的能源问题。现在天文学家已经确信类星体距离我们非常遥远，有着巨大的能量释放速率，它的能源来源于遥远星系中心的大质量黑洞通过吸积气体转化成引力能。

双黑洞驱动的类星体Mrk 231的艺术表现图，距离地球6亿光年。图片来源：NASA/ESA/G.Bacon

最近，天文学家利用哈勃望远镜发现离地球6亿光年的类星体Mrk 231的中心引擎居然是两个互相旋绕的黑洞。这个发现暗示着，当两个星系合并的时候，两个超大质量的黑洞互相绕着对方转动形成双黑洞的情况是普遍的。双黑洞疯狂地互相旋绕使类星体显得更加的活跃，并产生巨大的能量。

Mrk 231的光学紫外辐射普示意图。图片来源：NASA/ESA/P.Jeffries(STScI)