超大質量黑洞有“朋友”嗎？星系形成的性質表明，答案是肯定的。實際上，成對的超大質量黑洞在宇宙中應該很常見。
潛伏在銀河系中心的超大質量黑洞稱為Sgr A *，其質量約為太陽質量的400萬倍。黑洞是太空中引力如此之強以至於粒子或光都無法從其逃逸的地方。Sgr A *周圍是密集的恆星簇。對這些恆星軌道的精確測量，使天文學家能夠確認這個超質量黑洞的存在並對其質量進行測量。20多年來，科學家一直在監視超大質量黑洞周圍這些恆星的軌道。根據觀察，附近可能會有第二個黑洞，其質量至少是太陽質量的100,000倍。
幾乎每個星系，包括我們的銀河系，其中心都有一個超大質量的黑洞，其質量是太陽質量的數百萬至數十億倍。天文學家仍在研究為什麼星系的心臟經常會出現一個超大質量的黑洞。一個流行的觀點認為於超大質量黑洞可能有“朋友”有關。
要理解這個想法，我們需要追溯到大約1億年的宇宙時代，到第一個星系時代。它們比今天的星系小得多，比銀河系重約10,000倍或更多倍。在這些早期星系中，首批死亡的恆星產生了黑洞，其質量約為太陽的數萬至數千倍。這些黑洞沉入重心，也就是它們所在星系的中心。由於星系是通過相互融合和碰撞而演化的，所以星系之間的碰撞將導致超大質量黑洞對。然後，黑洞會碰撞並增大。超過我們太陽質量一百萬倍的黑洞被認為是超大質量的。
如果超大質量黑洞真的有一個“朋友”在它周圍的近距離軌道上旋轉，那麼星系的中心就被鎖定在一個複雜的舞蹈中。合作伙伴的引力也會對附近的恆星施加影響，干擾它們的軌道。這兩個超大質量黑洞相互環繞，同時，每個黑洞都對周圍的恆星施加自己的引力。
黑洞的引力拉動這些恆星並使它們改變軌道。換句話說，在繞超大質量黑洞對旋轉一圈之後，一顆恆星將不會精確地回到其開始的位置。
利用我們對可能存在的超大質量黑洞對與周圍恆星之間引力相互作用的理解，天文學家可以預測恆星會發生什麼。天體物理學家可以將他們的預測與觀測進行比較，然後確定恆星可能的軌道，並弄清楚這個超大質量黑洞是否有一個同伴在施加引力影響。
使用一顆經過仔細研究的恆星，稱為S0-2，它每16年繞著位於銀河系中心的超大質量黑洞運行一週，我們已經可以排除這樣一個想法，即存在第二個質量超過太陽質量10萬倍、距離超過太陽和地球之間距離約200倍的超大質量黑洞。如果有這樣的同伴，那麼天體物理學家將會發現它對SO-2軌道的影響。
但這並不意味著較小的伴星黑洞仍無法隱藏在那裡。這樣的物體可能不會以我們可以輕鬆測量的方式改變SO-2的軌道。
超大質量黑洞最近受到了很多關注。特別是，最近在M87星系中心出現的這樣一個巨型星系的圖像，為理解黑洞背後的物理現象打開了一扇新的窗口。
銀河系銀河中心的附近-僅24,000光年遠-為解決超大規模黑洞的基本物理問題提供了一個獨特的實驗室。例如，天體物理學家想了解它們對星系中心區域的影響以及它們在星系形成和演化中的作用。在銀河系中心發現一對超大質量黑洞將表明銀河系在過去的某個時間與另一個可能很小的星系合併了。
監視周圍的恆星並不能告訴我們所有這些。對恆星S0-2的測量使科學家能夠對愛因斯坦的廣義相對論進行獨特的測試。2018年5月，S0-2越過了超大質量黑洞，其距離僅為地球與太陽距離的130倍。根據愛因斯坦的理論，當恆星從超大質量黑洞的深引力阱中爬出來時，它發出的光的波長應該會拉長。
愛因斯坦預測的拉伸波長（使恆星顯得更紅）被檢測到，並證明了廣義相對論準確地描述了這個極端引力區內的物理學現象。天體物理學家熱切地期待著於S0-2的第二次近距離接觸，這將在16年後出現，天體物理學家將能夠更多地檢驗愛因斯坦關於廣義相對論的預言，包括恆星拉長軌道方向的改變。但如果超大質量黑洞有一個伴星，這可能會改變預期的結果。
最後，如果銀河系中心有兩個巨大的黑洞互相繞行，它們將發出引力波。自2015年以來，LIGO-Virgo天文臺一直在探測合併恆星質量黑洞和中子星產生的引力波輻射。這些突破性的發現為科學家感知宇宙開闢了一條新途徑。
假設的黑洞對發出的任何波都將處於低頻，低到LIGO-Virgo探測器無法探測到。但是一個計劃中的被稱為LISA的天基探測器可能能夠探測到這些波，這將幫助天體物理學家弄清楚我們銀河系中心的黑洞是單獨存在還是有伴侶存在。
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