巨椭圆星系 3C 66B 中的极近双黑洞及其黑洞并合

最近的观测结果提供了可能的证据，表明巨星系中心存在双黑洞 (BBHs)，并且可能在演化过程中并合形成超大质量黑洞。我们首先从巨椭圆星系 \object{3C 66B} 的 3 毫米监测观测中，探测到周期为 $93\pm1$ 天的周期性流量变化，该星系此前已被观测到具有周期为 $1.05\pm0.03$ 年的轨道运动。考虑到 BBH 轨道运动引起的多普勒频移调制，可以解释探测到的信号周期短于轨道周期。假设 BBH 具有圆轨道，且喷流轴平行于双星角动量，我们的观测结果证明了存在一个极近的 BBH，其双星轨道的轨道周期为 $1.05\pm0.03$ 年，轨道半径为 $(3.9\pm1.0) \times 10^{-3}$ pc，轨道间距为 $(6.1^{+1.0}_{-0.9}) \times 10^{-3}$ pc，较大黑洞质量为 $(1.2^{+0.5}_{-0.2}) \times 10^9$ $M_{\sun}$，较小黑洞质量为 $(7.0^{+4.7}_{-6.4}) \times 10^8$ $M_{\sun}$。$(5.1^{+60.5}_{-2.5})\times 10^2$ 年的 BBH 衰变时间提供了黑洞并合发生的证据。本文将证明在演化过程中黑洞碰撞形成超大质量黑洞的有趣可能性，这是宇宙中最壮观的自然现象之一。