由于引力波天文学，我们正在更好地理解当碰撞。但紧密轨道运行的黑洞只会在时空中产生足够强烈的涟漪，足以在它们粉碎之前被检测到。在那之前会发生什么？我们只能推断。
但一项新发现可能会改变这一切。在距离我们仅超过 25 亿光年的星系中，天文学家发现了两个注定会发生巨大碰撞的超大质量黑洞。
别太兴奋。它们仍然相距相当远，天文学家估计它们可能还需要 25 亿年才能相遇。但即使我们不能去看烟花，我们仍然可以从他们身上学到很多东西。
这一发现的最大希望是让我们更接近于辨别引力波背景，假设的低频嗡嗡声来自即将合并的超大质量黑洞等来源。
我们还没有检测到这种噪音——它超出了我们当前仪器的范围。但现在我们的视线中已经有了一对真正的超大质量黑洞，它们的特征为天文学家提供了对可能有多少这样的黑洞的估计，这有可能使这一点成为可能。背景噪音。
“这有点像夜晚蟋蟀的混乱合唱，”普林斯顿大学天体物理学家安迪·古尔丁说。 “你无法区分一只蟋蟀，但噪音的大小可以帮助你估计那里有多少只蟋蟀。”
掌握这种噪音最终可以帮助我们弄清楚超大质量黑洞是否会合并。
到目前为止，我们的碰撞检测并没有那么引人注目恒星质量黑洞;这迄今为止最强大的引力波探测这是质量分别是太阳质量 50 倍和 34 倍的黑洞之间的碰撞。
超大质量黑洞完全是另一类。据估计，这对新发现的每一颗质量都是太阳质量的 4 亿倍；每个都是星系的核心，两者在星系碰撞中聚集在一起。
最终星系的核心会是什么样子？它会是一个质量为太阳8000亿倍的巨大超大质量黑洞，还是当它们靠得更近时，这两个黑洞会被困在彼此永久的轨道上？
“我们不知道超大质量黑洞是否会合并，这对天文学来说是一个重大的尴尬。”普林斯顿大学的天体物理学家珍妮·格林说。 “对于黑洞物理学领域的每个人来说，从观测角度来看，这是我们需要解决的一个长期存在的难题。”
根据理论模型，当两个星系合并时，它们的黑洞会无情地被吸引到一起，将它们的轨道能量转移到周围的气体和恒星上，从而以越来越紧的螺旋轨道运行。
我们知道成对的恒星质量黑洞最终会聚集在一起形成一个物体，但对于超大质量黑洞来说，就存在一个问题。
随着它们的轨道缩小，它们可以传输能量的空间区域也会缩小。当它们相距一秒差距（约 3.2 光年）时，理论上这个空间区域不再大到足以支持进一步的轨道衰变，因此它们保持在稳定的双星轨道上——可能持续数十亿年。这被称为最终秒差距问题。
如果我们能看到双星星系核，我们就可以解决这个问题，但在一秒差距的距离上，碰撞的黑洞彼此距离太近而无法区分（尽管已发现一名候选人）……而且，你知道这有多难看到一个黑洞根本不。
这对新发现的粒子对仍然相距约 430 秒差距（1,400 光年），因此它们不会直接解决最终的秒差距问题 - 但它们仍然有用，因为它们使研究人员能够更好地估计在这样的情况发生之前需要多长时间。碰撞将开始产生可检测到的引力波。
我们还没有到那儿。但通过在假设的引力波背景下分析这对新发现的黑洞对，研究小组能够估计出在地球探测距离内大约有 112 个合并的超大质量黑洞。
这是一个足够好的数量，距离我们很近，我们可能会在几年内首次探测到引力波背景。
如果引力波背景充满了来自超大质量黑洞对的噪音，那么不知何故，它们确实设法关闭了它们之间的最后秒差距。
而且，如果我们没有检测到这种噪音，也许秒差距确实仍然无法克服。
该研究发表于天体物理学杂志通讯。
