天文学家发现一对罕见超大质量黑洞,相距仅300光年

2024-09-12 18:01  观察者网

【文/观察者网 陈思佳】据美国有线电视新闻网(CNN)9月10日报道,在距离地球8亿光年的MCG-03-34-64星系中心,天文学家发现了迄今为止相距最近的一对超大质量黑洞,这两个黑洞之间的距离仅有约300光年,围绕彼此旋转。天文学家表示,这种景象在宇宙中是很少见的。

这项研究已于当地时间9月9日发表在期刊《天体物理学杂志》上。

报道称,美国哈勃空间望远镜此前在观测MCG-03-34-64星系中心区域时,拍摄到三个衍射星芒。这一结果引起了美国马萨诸塞州哈佛-史密松森天体物理中心研究员安娜·特林达德·法尔康(Anna Trindade Falcão)领导的研究团队的注意。

哈勃空间望远镜的可见光图像中,MCG-03-34-64中心存在3个明显的亮点 美国国家航空航天局

哈勃望远镜的观测是在可见光下进行的,天文学家无法确定该星系中心到底存在什么,因此法尔康的研究团队又通过钱德拉X射线天文台观测了MCG-03-34-64的中心区域。X射线观测结果表明,该星系中心存在两个强大的X射线源。

研究团队随后查阅了美国新墨西哥州甚大天线阵(VLA)收集的观测数据,他们发现,这对X射线源同时还会释放出高能无线电波。

法尔康说:"当你看到光学、X射线和无线电波长的亮光时,很多猜测都可以被排除。留下的结论是,这只能被解释为一对距离很近的黑洞。当你把所有碎片拼凑在一起时,你就可以看到双活动星系核(AGN)的画面。"

这两个超大质量黑洞之间的距离仅有约300光年,是天文学家迄今为止通过可见光和X射线发现的相距最近的一对黑洞。这对黑洞围绕着彼此旋转,吞噬周边的气体和尘埃,作为活动星系核发出耀眼的光芒。

"我们没想到会看到这样的景象。"法尔康在一份声明中说,"这种现象在邻近的宇宙空间中并不常见,它告诉我们这个星系内部还发生了其他事情。"

不过,天文学家尚无法确定哈勃望远镜图像中的第三个衍射星芒是什么,研究团队还需要更多数据。

关于一对超大质量黑洞的概念图像 美国国家航空航天局

天文学家表示,此次观测到的两个超大质量黑洞曾经都是各自星系的中心,但一次星系合并使得两个黑洞互相靠近。天文学家推测,这对黑洞将继续螺旋式地靠近,直到在大约1亿年后合并,并在合并过程中释放出强大的引力波。

美国太空新闻网站"space.com"指出,这样的双活动星系核系统被认为在早期宇宙中更为常见,因为当时星系之间的合并更为频繁。天文学家在MCG-03-34-64中的发现将提供一个独特的研究机会。

引力波被称为"时空结构中的涟漪",美国国家科学基金会的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)已经多次探测到恒星级黑洞合并产生的引力波,但超大质量黑洞合并产生的波长更长的引力波超出了LIGO的能力范围。

欧洲航天局(ESA)已于今年1月正式批准激光干涉仪空间天线(LISA)项目,它被视为下一代引力波探测器,将由太空中相隔数百万公里的3个探测器组成。ESA希望从2025年1月开始建造航天器,并在本世纪30年代中期发射。

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