美国国家航空航天局的钱德拉在碰撞过程中发现巨型黑洞

返回多媒体资料

正如我们在最新新闻稿中所讨论的，美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的一项新研究追踪了矮星系中碰撞过程中的两对超大质量黑洞。这是这种即将发生的遭遇的第一个证据，为科学家提供了关于早期宇宙中黑洞生长的重要信息。

根据定义，矮星系包含的恒星总质量小于30亿太阳，约为银河系的20倍。天文学家长期以来一直怀疑矮星系合并，特别是在相对早期的宇宙中，是为了成长为今天看到的更大的星系。然而，目前的技术无法观察到第一代矮星系合并，因为它们在很远的距离处非常微弱。另一种策略——寻找更近距离的矮星系合并——迄今为止还没有成功。

这项新研究克服了这些挑战，对钱德拉深部X射线观测进行了系统调查，并将其与美国国家航空航天局宽红外探测探测器（WISE）的红外数据和加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）的光学数据进行了比较。

钱德拉对这项研究特别有价值，因为黑洞周围的物质可以被加热到数百万度，产生大量的X射线。该团队在碰撞的矮星系中寻找成对的明亮X射线源作为两个黑洞的证据，并发现了两个例子。

其中一对位于距离地球7.6亿光年的阿贝尔133星系团中，如左图所示。Chandra X射线数据为粉红色，来自CFHT的光学数据为蓝色。这对矮星系似乎处于合并的晚期，并显示出由碰撞的潮汐效应引起的长尾。这项新研究的作者将其戏称为“Mirabilis”，因为它是一种以异常长的尾巴而闻名的濒危蜂鸟。只选择了一个名字，因为两个星系合并为一个星系几乎已经完成。两个钱德拉射线源显示了来自每个星系黑洞周围物质的X射线。

另一对是在阿贝尔1758S星系团中发现的，该星系团距离我们约32亿光年。Chandra和CFHT的合成图像在右边，使用了与Mirabilis相同的颜色。研究人员以马塞尔·普鲁斯特（Marcel Proust）的《寻找逝去的时间》（In Search of Lost Time）中的虚构艺术家的名字给正在合并的矮星系起了个绰号“Elstir”和“Vinteuil”。Vinteuil是顶部的星系，Elstir是底部的星系。两者都有与之相关的钱德拉源，同样来自每个星系黑洞周围物质的X射线。研究人员认为，这两个星系是在合并的早期阶段被捕获的，导致恒星和气体的桥梁通过引力相互作用将两个碰撞的星系连接起来。

黑洞和矮星系合并的细节可能会为我们银河系的过去提供线索。科学家认为，几乎所有的星系都是从矮星系或其他类型的小星系开始的，并通过合并发展了数十亿年。对这两个系统的后续观测将使天文学家能够研究对理解宇宙早期星系及其黑洞至关重要的过程。

一篇描述这些结果的论文发表在最新一期的《天体物理杂志》上，可以在这里找到。这项研究的作者是来自阿拉巴马大学塔斯卡卢萨分校的Marko Micic、Olivia Holmes、Brenna Wells和Jimmy Irwin。

美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。