两个即将相撞的超大质量黑洞：双人舞！

尽管看上去没什么区别，类星体和普通的星星4可完全不同，强大的黑洞是它的核心引擎。一颗恒星在它几百万年、几亿年，甚至更长的寿命中都几乎没什么变化，类星体却无时无刻不在变化，不管你盯着它看几分钟，还是几十年。对于这种变化的原因，天体物理学家有各种理论，主要认为这和吸积盘的不稳定有关。周围的气体物质围绕黑洞运动形成吸积盘，黑洞通过它吸收物质并辐射电磁波，因此吸积盘的不稳定使我们观测到了类星体在可见光波段产生的光变(variability)。如果把它的光强记录下来画在Y轴，观测的时刻画在X轴，这条光变曲线(light curve)看起来就会像股市K线图一样毫无规律5和节奏感。

但是，类星体有可能存在一种特别的、有规律的光变：当它中心的黑洞不是一个，而是一对时，受到两个黑洞相互绕转轨道运动的影响，这对双黑洞吸收物质的速率就会发生相应的变化——反映在光变曲线里，便会呈现出周期性的光变。

为什么我们认为会有双黑洞存在?这要从宇宙学和星系的演化说起：根据当今的宇宙学模型，小尺度的结构率先形成，于是宇宙早期先有了小型的星系;它们通过吸收星系之间的物质，以及与其他星系并合，渐渐成长为大型的星系——就好比一个小公司通过雇用员工，以及与其他公司合并，成为了一个大公司。星系的这种并合现象在宇宙各阶段和各处都有发生，我们已经见到了许多处于不同并合阶段的星系。

哈勃望远镜拍摄的一对正处于并合过程中的星系——著名的“触须”星系。

当两个星系并合时，星系中心各自的黑洞也会渐渐靠近，成为新形成的更大星系的中心。当这对黑洞的距离足够近到受到对方引力作用的影响时，我们便把它们称为双黑洞。在一定的距离内，广义相对论预测，这对互相绕转的黑洞会辐射引力波(gravitational wave)，而引力波开始在这个距离内取代其他过程，主导它们的轨道运动，加速并合，最终使两个黑洞相撞。

双黑洞在实际观测中极为少见，天文学家目前的主要研究方式是：逐个获取类星体的光谱(比如使用斯隆数字巡天SDSS的数据)，寻找其中被认为与双黑洞有关的特征。至于引力波影响距离之内的双黑洞，更是无法从望远镜图像上辨认。而我们的团队采用的则是一种新的方法——在夜空中一定的面积内展开系统性的搜寻，寻找前面所说的周期性光变的类星体。