哈勃和钱德拉望远镜发现一对超大质量黑洞

莫心海

【正见新闻网2024年09月15日】

据NASA科学网(Science.nasa.gov)2024年9月9日报导,天文学家使用NASA的哈勃太空望远镜和钱德拉 X 射线天文台在一对碰撞星系合并(MCG-03-34-64)内探测到一个双黑洞系统。它是目前发现的距离最近的一对超大质量黑洞,相距只有300 光年。它们由坠落的气体和尘埃提供燃料,成为明亮的活跃星系核 (AGN)。

这对 AGN是在本地宇宙中发现的距离最近的一对 AGN。虽然之前已经发现了几十个“双”黑洞,但它们的距离比MCG-03-34-64的距离要大得多。天文学家使用射电望远镜观测到一对距离比 MCG-03-34-64 更近的双黑洞,但尚未在其他波长上得到证实。

哈勃拍摄的 MCG-03-34-064 星系可见光图像。图像显示星系中心内嵌有三个明显的亮点(右上方插图中放大)。其中两个亮点是强 X 射线发射源,这是它们是超大质量黑洞的明显迹象。第三个亮点是一团明亮的气体。这对黑洞是两个星系合并的结果。NASA、ESA、Anna Trindade Falcão (CfA);图像处理:Joseph DePasquale (STScI)

哈勃的高分辨率成像显示,宿主星系内部嵌套了三个光学衍射尖峰,表明在非常小的区域内有大量发光氧气。“我们没有想到会看到这样的现象,”今天发表在《天体物理学杂志》上的论文的主要作者、哈佛与史密森天体物理中心的安娜·特林达德·法尔考(Anna Trindade Falcão)说。“这种景象在附近的宇宙中并不常见,它告诉我们星系内部还有其他事情正在发生。”

衍射尖峰是当来自非常小区域的强光绕过望远镜内部的镜子时引起的成像伪影。

随后,法尔考的团队利用钱德拉天文台在 X 射线下对同一星系进行了检查,以深入了解其中的情况。“当我们在 X 射线波段观察 MCG-03-34-64 时,我们看到两个分离的、强大的高能发射源,与哈勃望远镜看到的明亮光学光点相吻合。我们将这些信息综合在一起,得出结论,我们很可能正在观察两个相距很近的超大质量黑洞,” 法尔考说。

为了支持他们的解释,研究人员使用了新墨西哥州索科罗附近的甚大阵列的存档无线电数据。这对高能黑洞组合还发射出强大的无线电波。“当你看到可见光、X 射线和无线电波长的明亮光线时,很多事情都可以排除,得出的结论只能用近距离黑洞来解释。当你把所有的信息放在一起时,你就能看到 AGN 双星的图景,” 法尔考说。

哈勃望远镜观测到的第三个明亮光源来源不明,需要更多数据才能理解。这可能是黑洞中一个超高速等离子体射流的能量冲击气体,就像花园软管中的水流冲击一堆沙子一样。

法尔考说:“如果没有哈勃惊人的分辨率,我们就无法看到所有这些复杂的细节。”

这两个超大质量黑洞曾经位于各自宿主星系的核心。星系合并使这两个黑洞变得十分接近。它们将继续以螺旋状方式靠近,直到最终合并。

资料来源:

https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-chandra-find-supermassive-black-hole-duo/
 

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