超大质量黑洞有“朋友”吗？星系形成的性质表明，答案是肯定的。实际上，成对的超大质量黑洞在宇宙中应该很常见。
潜伏在银河系中心的超大质量黑洞称为Sgr A *，其质量约为太阳质量的400万倍。黑洞是太空中引力如此之强以至于粒子或光都无法从其逃逸的地方。Sgr A *周围是密集的恒星簇。对这些恒星轨道的精确测量，使天文学家能够确认这个超质量黑洞的存在并对其质量进行测量。20多年来，科学家一直在监视超大质量黑洞周围这些恒星的轨道。根据观察，附近可能会有第二个黑洞，其质量至少是太阳质量的100,000倍。
几乎每个星系，包括我们的银河系，其中心都有一个超大质量的黑洞，其质量是太阳质量的数百万至数十亿倍。天文学家仍在研究为什么星系的心脏经常会出现一个超大质量的黑洞。一个流行的观点认为于超大质量黑洞可能有“朋友”有关。
要理解这个想法，我们需要追溯到大约1亿年的宇宙时代，到第一个星系时代。它们比今天的星系小得多，比银河系重约10,000倍或更多倍。在这些早期星系中，首批死亡的恒星产生了黑洞，其质量约为太阳的数万至数千倍。这些黑洞沉入重心，也就是它们所在星系的中心。由于星系是通过相互融合和碰撞而演化的，所以星系之间的碰撞将导致超大质量黑洞对。然后，黑洞会碰撞并增大。超过我们太阳质量一百万倍的黑洞被认为是超大质量的。
如果超大质量黑洞真的有一个“朋友”在它周围的近距离轨道上旋转，那么星系的中心就被锁定在一个复杂的舞蹈中。合作伙伴的引力也会对附近的恒星施加影响，干扰它们的轨道。这两个超大质量黑洞相互环绕，同时，每个黑洞都对周围的恒星施加自己的引力。
黑洞的引力拉动这些恒星并使它们改变轨道。换句话说，在绕超大质量黑洞对旋转一圈之后，一颗恒星将不会精确地回到其开始的位置。
利用我们对可能存在的超大质量黑洞对与周围恒星之间引力相互作用的理解，天文学家可以预测恒星会发生什么。天体物理学家可以将他们的预测与观测进行比较，然后确定恒星可能的轨道，并弄清楚这个超大质量黑洞是否有一个同伴在施加引力影响。
使用一颗经过仔细研究的恒星，称为S0-2，它每16年绕着位于银河系中心的超大质量黑洞运行一周，我们已经可以排除这样一个想法，即存在第二个质量超过太阳质量10万倍、距离超过太阳和地球之间距离约200倍的超大质量黑洞。如果有这样的同伴，那么天体物理学家将会发现它对SO-2轨道的影响。
但这并不意味着较小的伴星黑洞仍无法隐藏在那里。这样的物体可能不会以我们可以轻松测量的方式改变SO-2的轨道。
超大质量黑洞最近受到了很多关注。特别是，最近在M87星系中心出现的这样一个巨型星系的图像，为理解黑洞背后的物理现象打开了一扇新的窗口。
银河系银河中心的附近-仅24,000光年远-为解决超大规模黑洞的基本物理问题提供了一个独特的实验室。例如，天体物理学家想了解它们对星系中心区域的影响以及它们在星系形成和演化中的作用。在银河系中心发现一对超大质量黑洞将表明银河系在过去的某个时间与另一个可能很小的星系合并了。
监视周围的恒星并不能告诉我们所有这些。对恒星S0-2的测量使科学家能够对爱因斯坦的广义相对论进行独特的测试。2018年5月，S0-2越过了超大质量黑洞，其距离仅为地球与太阳距离的130倍。根据爱因斯坦的理论，当恒星从超大质量黑洞的深引力阱中爬出来时，它发出的光的波长应该会拉长。
爱因斯坦预测的拉伸波长（使恒星显得更红）被检测到，并证明了广义相对论准确地描述了这个极端引力区内的物理学现象。天体物理学家热切地期待着于S0-2的第二次近距离接触，这将在16年后出现，天体物理学家将能够更多地检验爱因斯坦关于广义相对论的预言，包括恒星拉长轨道方向的改变。但如果超大质量黑洞有一个伴星，这可能会改变预期的结果。
最后，如果银河系中心有两个巨大的黑洞互相绕行，它们将发出引力波。自2015年以来，LIGO-Virgo天文台一直在探测合并恒星质量黑洞和中子星产生的引力波辐射。这些突破性的发现为科学家感知宇宙开辟了一条新途径。
假设的黑洞对发出的任何波都将处于低频，低到LIGO-Virgo探测器无法探测到。但是一个计划中的被称为LISA的天基探测器可能能够探测到这些波，这将帮助天体物理学家弄清楚我们银河系中心的黑洞是单独存在还是有伴侣存在。
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