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黑洞从神秘的宇宙弹弓中退缩

利用钱德拉(在这张合成图像中为蓝色)、哈勃(金色)、XMM牛顿和几台地面望远镜的数据,已经发现了后退黑洞的证据。CID-42是宇宙演化调查领域的一个来源,被认为距离地球近40亿光年。

一项新的研究发现,人们发现一个黑洞因神秘的弹弓效应而退缩,可能是因为与其他几个黑洞相遇。

黑洞反冲的确切原因仍然未知,但科学家们已经提出了两种可能的理论来解释其奇怪的宇宙行为。

一种理论认为弹弓效应是由三重黑洞系统内的相互作用产生的。另一种将后退作用归因于数百万年前两个超大质量黑洞合并时产生的引力波。

它们的理论取决于在可见光谱范围内观察到的黑洞附近的两个物体。但这些光源在每种理论中都代表着不同的东西。

天文学家在进行一项名为宇宙演化调查(COSMOS)的大型多波长调查时发现了这个名为CID-42的后退黑洞它位于一个距离我们约390万光年的星系中,天文学家能够通过结合不同空间天文台和望远镜的观测结果来观测到它。

在黑洞图像中,钱德拉探测到的X射线源是蓝色的,而哈勃望远镜的观测结果是金色的。虽然这两个光源在哈勃望远镜的数据中都是可见的,但它们太近了,钱德拉无法单独解决。

COSMOS调查结合了美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台、哈勃太空望远镜、欧洲XMM牛顿望远镜以及地面天文台的观测结果。到目前为止,它已经在深空发现了大约2600个X射线源,但只有一个“CID-42黑洞”与两个光学源相对应。

星系合并的“尾巴”

天文学家研究CID-42黑洞的一大线索是其宿主星系的长尾。

卡西尼号官员在一份声明中说:“该星系的长尾表明,星系之间的合并最近才发生,仅仅在几百万年前。”

此外,超大望远镜和麦哲伦望远镜的观测结果表明,这两个光源的速度差至少为300万英里/小时。

天文学家研究了钱德拉和XMM牛顿的X射线观测结果,以收集有关CID-42的进一步信息。从富含铁的气体中吸收表明气化物迅速离开。

研究人员在一份声明中表示,这可能是银河系和一个黑洞之间的星系中的气体正在落入另一个黑洞,也可能是黑洞远端正在被吹走的气体。

卡西尼号官员说:“综合来看,这些信息允许两种不同的场景,即这个系统中发生的事情和图像中心两个光源的性质。”

天文学家哈佛-史密森天体物理中心的Francesca Civano和Martin Elvis在7月1日出版的《天体物理杂志》上详细介绍了他们对CID-42的研究。

宇宙霸凌

在第一种情况下,研究人员认为三重黑洞相遇可能是通过两步过程产生的。

首先,两个星系之间的碰撞产生了一个星系,该星系在近星系轨道上有一对黑洞。但是,在这些黑洞合并之前,又发生了一次星系碰撞,第三个超大质量黑洞盘旋向现有的黑洞对。

在这样一个系统中,三个黑洞之间的相互作用可能会导致最小的一个被弹出“后退的黑洞”。

第四种理论是,COSMOS调查发现的两个光源将是活跃的星系核,其中一个由物质推动并落在“后退的超大质量黑洞”上。第二个来源将是另外两个黑洞合并成一个物体的结果。

Asan补充了一个警告理论,即在ID-42周围看到的X射线发射的快速吸收将是在活动星系核之间吹过的高速星际风。

重力波呢

研究人员说,可以解释后退黑洞出现的原因是引力波,尽管这需要一场巨大的宇宙碰撞才能结束。

根据这一理论,星系中心两个超大质量黑洞的合并将在碰撞过程中发出引力波。因此,这些波浪可能会导致由此产生的黑洞从星系中心被抛出去。

在这种情况下,喷出的黑洞是左下角的点源,而留在星系中心的恒星群则在右上角。研究人员观察到的X射线吸收是由落在后退的黑洞上的气体引起的。

这一场景最近由位于乌特赫特的荷兰空间研究所的彼得·容克提出,作为对一个单独星系中不同来源的可能解释。

Jonker和他的研究团队在距离星系中心约一万光年(投影中)的地方发现了一个钱德拉X射线源。这项研究对这个物体提出了三种可能的解释:它是一种不寻常的超新星,它是一个具有非常明亮光学计数器的超亮X射线源,或者它是由失活波踢引起的反冲超大质量黑洞。

研究人员说,进一步的观察可能有助于消除或支持CID-42的一种情况。


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