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哈佛史密松恩天文物理中心发现:最近距离双超大质量黑洞
哈佛史密松恩天文物理中心发现:最近距离双超大质量黑洞
来源:今日新闻网 | 2011/9/4 15:20:53 | 浏览:1720 | 评论:0

  天文学家利用钱卓X射线观测卫星,在一个与银河系类似的螺旋星系NGC 3393中观测到一对超大质量黑洞,由于这个星系距离地球仅约1亿6000万光年,使它们成为迄今距离最近的双超大质量黑洞,碰撞合併是星系和黑洞成长最重要的途径之一,在螺旋星系中发现双黑洞,让天文学家瞭解星系碰撞合併如何发生的重要线索。

哈佛史密松恩天文物理中心发现:最近距离双超大质量黑洞

  NGC 3393位在长蛇座方向;星系裡的这对黑洞彼此相距约490光年,天文学家推测很可能是因两个大小不等的星系在约10亿年以前星系合併后的残骸。哈佛史密松恩天文物理中心Pepi Fabbiano表示,要不是这个星系离我这么近,以现代的技术而言,根本没机会将这对黑洞分辨开来;但也正因如此,让天文学家们好奇我们究竟错失了有多少这样的超大质量黑洞对。Fabbiano等人的论文发表在自然期刊电子版中。

  先前其他以X射线和其他波段进行的NGC 3393研究,都指出这个星系中心应是单一的超大质量黑洞。但是经过钱卓长时间曝光观测后,Fabbiano等人才赫然发现有一对分开的超大质量黑洞,且两个黑洞都相当活跃的壮大中,大量气体落往黑洞而愈变愈热,因而产生大量X射线辐射。

  天文学家认为,通常一对质量相当的螺旋星系合併时,才会形成双黑洞景观,星系外型也支离破碎,并引发剧烈的恆星诞生。有名的例子之一就是离地球约3亿3000万年远的NGC 6240,这个星系中就拥有一对双黑洞。然而,NGC 3393已经是个进入状况、秩序井然的螺旋星系,在星系中间的核球(bulge)主要被年老恆星佔据—这些看似平常的特徵,对拥有双黑洞的星系而言,反倒是不寻常的状况。

  NGC 3393是第一个已知由大星系和小得多的星系合併之后,还保有一对超大质量黑洞的例子。天文学家们称这种大小不均等的合併现象为「次要合併(minor merger)」。事实上,有些理论认为次要合併应该是双超大质量黑洞最普遍的形成塬因,但由于两星系「实力」相差太多,较大的星系鲜少受到影响,使得合併后的星系看起来和一般典型星系差不多,少了可供考证的合併迹象,因此很难发掘出这类天体做为佐证。

  如果NGC 3393是次要合併事件,再合併发生之前,较小星系的超大质量黑洞的质量也应该比较小。虽然观测资料的确显示两黑洞的质量都超过100万倍太阳质量,但经精确估计这对黑洞的质量后,却无法证实前述观点。假设NGC 3393的确曾发生次要合併,那么这对黑洞最终将在约10亿年之后合併在一起。

  这两个黑洞都被大量尘埃和气体紧紧包围,在可见光波段不易观察到。由于X射线能量相当高,可以穿透这些障碍,而看到两个黑洞个别的讯号。美国德州大学Julia Comerford近期也利用钱卓发现和NGC 3393类似的双黑洞,这个星系距离地球约20亿光年,两黑洞间彼此相距约6500光年。和NGC 3393一样,这个星系也没有因合併而形成的扰动或剧烈恆星形成等现象;然而与NGC 3393不同的是,这个星系并没有螺旋特徵,而且其中一个X射线源或许可用喷流来解释而不必是超大质量黑洞,因此Comerford无法确定这个星系裡究竟是一个还是两个黑洞。

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