不管你是在调查雨林还是外太空，对自然的观察往往会带来意想不到的结果和新的谜团。当射电天文学在20世纪50年代刚起步时，我们没有想到它会引领我们发现星系(包括我们自己星系在内)的中心似乎都有大得可怕的黑洞——这些黑洞的质量是太阳的数百万到数十亿倍。

几十年后，我们仍然无法证明这些被称为怪兽的超大质量黑洞确实存在。但我们发表在《皇家天文学会月报》(Monthly bulletin of the Royal Astronomical Society)上的新研究或许有一天将能够帮助我们做到这一点。

早期的射电天文学家发现一些星系会发射无线电波(一种电磁辐射)，他们知道星系有时会发生碰撞和融合，自然，他们也想知道这是否与无线电的发射有关，然而多年来，经过更详尽的观察之后，这一观点被驳回。

他们还发现，无线电波以窄射流的形式发射，这意味着这些能量来自星系中的一个小区域。无线电的能量确实很大——常常超过星系中所有恒星的亮度总和。关于如此巨大的能量是如何产生的，人们提出了各种各样的猜想，直到20世纪70年代，科学家们才最终提出，一个超大质量的黑洞可能才是罪魁祸首。这样的天体现在被称为类星体。

理论模型估计，这些天体的质量相当于整个小星系的质量集中在与地球绕日轨道大小相当的空间里。但是因为只有一些星系会产生能量爆发，所以当时还不清楚超大质量黑洞究竟有多普遍。随着1990年哈勃太空望远镜投入使用，我们终于可以对附近那些不发射无线电脉冲的星系中心进行研究了，它们也有超大质量黑洞吗?

结果是很多星系中心还真的有超大质量的黑洞，很多天文学家看到了引力质量的迹象，这些引力质量影响着它周围的物质，但没有发出任何光。就连银河系也显示出其中心有一个超大质量黑洞的证据，现在那个黑洞被称为被称为Sgr A *。在这一点上，天文学家们越来越相信超大质量黑洞是真实存在的，并且能够合理地解释一些星系的极端能量爆发。

不过，目前还没有确切的证据。尽管一些超大质量黑洞会发射出喷射物——但这些喷射物来自于黑洞周围，而不是黑洞本身。那么我们要怎么才能证明一个完全黑暗的东西是确实存在的呢?按照爱因斯坦广义相对论的定义，黑洞是一个由视界包围的空间区域——一个无论是光或是其他物质物体都无法从视界内逃逸的表面。所以，对天文学家来说，这是一项相当困难的挑战：他们需要看到一个什么都不向外发射的东西。

对于一个恒星质量大小的较小黑洞来说，科学家们确实发现了一个证据：当两个这样的天体合并时，它们会发出引力波，在2015年，科学家首次记录了引力波这种微小的空间抖动。这一发现证明了黑洞的存在，同时也证明了它们有时会成对和确实会合并。这是一个巨大的成功，并获得了2017年的诺贝尔奖。

我们也很好地了解到正常大小的黑洞从何而来——它们是一颗比太阳质量大得多的恒星在其生命周期结束后所遗留下来的天体。但超大质量黑洞的起源和存在都还笼罩在神秘之中。

旋转的黑洞

通过将观察到的区域无线电地图与电脑模型相比较，我们现在已经发现了一些迹象，表明许多由超大质量黑洞产生的射电喷流实际上可能是这些超大质量黑洞在形成黑洞对并相互环绕的结果。

第二个黑洞的存在将会使第一个黑洞产生的喷射流在几十万年里以周期性的方式改变方向。我们意识到喷射流方向的周期性变化会在星系中心的无线电地图上会引起非常特殊的现象。

我们在大约75%的“射电星系”(发射无线电波的星系)样本中发现了这种模式的证据，这表明超大质量黑洞对是普遍的，而不是例外。这些黑洞对实际上是在星系合并后形成的，每个星系都包含一个超大质量的黑洞，由于它们比所有单个恒星都要重，它们会下沉到新形成的星系的中心，在那里它们首先会形成一对近距离的黑洞，然后合并，发射出引力波。

虽然我们的观测为超大质量黑洞对的存在提供了重要的证据，但同时这也不是证据。我们观察到的仍然是黑洞以某种方式间接造成的影响。就像普通黑洞一样，要想完全证明超大质量黑洞对的存在，就需要直接探测它们发出的引力波。

目前的引力波望远镜只能探测到来自恒星质量大小的黑洞对发出的引力波。原因是它们相互环绕的速度要快得多，这就产生了我们可以探测到的高频引力波。然而，下一代的仪器将能够记录低频引力波(这些低频引力波有可能来自超大质量黑洞对)，在它们首次被提出的半个世纪之后，这将最终证明它们的存在。在这样的一个时间成为一名科学家，着实是激动人心。