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天文学家刚刚发现了有史以来最接近的一对超大质量黑洞

天文知识 2021-12-3 14:29 84420人浏览 0人回复
摘要

就在8900万光年之外,在NGC 7727星系中,两个超大质量黑洞注定会合二为一。探测该星系中心的新测量结果发现,其核心由一对双体超大质量黑洞组成。这是我们迄今为止发现的最接近的这种双星,以很大的优势超过了之前4. ...






就在8900万光年之外,在NGC 7727星系中,两个超大质量黑洞注定会合二为一。

探测该星系中心的新测量结果发现,其核心由一对双体超大质量黑洞组成。这是我们迄今为止发现的最接近的这种双星,以很大的优势超过了之前4.7亿光年的记录保持者。

此外,这两个超大质量黑洞比我们见过的任何其他超大质量黑洞双体都更接近对方,它们之间的距离只有1600光年。天文学家认为,最终,这两个黑洞将变得如此接近,以至于它们将合并,成为一个大得多的野兽。

这一发现不仅证实了NGC 7727是两个星系合并的产物,而且为我们提供了一个非常接近的实验室,用于探测超大质量黑洞之间的相互作用,因为它们在合并前的轨道上旋舞。

"法国斯特拉斯堡天文台的天文学家Karina Voggel说:"这是我们第一次发现两个超大质量黑洞彼此如此接近,还不到之前记录保持者的一半。

超大质量黑洞双星引起天文学家兴趣的原因有很多。超大质量黑洞被发现在大多数星系的中心,是其他事物围绕着的核。

当两个黑洞被发现在一起时,这表明两个星系已经走到了一起。我们知道这个过程会发生;找到一个超大质量黑洞双星可以告诉我们它在最后阶段是什么样子。

超大质量黑洞双星还可以告诉我们一些关于这些巨大的天体--质量是太阳的几百万到几十亿倍--是如何变得如此令人难以置信的巨大。双体黑洞合并是这种增长的一种方式。找到双体超大质量黑洞将帮助我们了解这是否是这种增长的常见途径,这反过来将允许我们进行更精确的建模。

一段时间以来,NGC 7727一直是人们对双体超大质量黑洞感兴趣的对象。它的物理特征表明,这个星系是一个星系合并的产物,在它遥远的过去的某个时候。然而,黑洞是很难看到的,除非它们正在积极地吸纳物质。然后,黑洞周围的物质云就会发出耀眼的辐射。NGC 7727并没有通常与两个活跃的超大质量黑洞相关的明亮流动。

这就是该星系的接近性给了天文学家一个优势。由于NGC 7727如此之近,研究人员能够获得银河系中心恒星的运动数据,根据它们旋转时光线的变化方式。这表明,银河系中心包含的不是一个,而是两个超大质量黑洞。

其中一个超大质量黑洞比较大,其质量大约是太阳的1.54亿倍。另一个小得多的同伴只有630万太阳质量。这些黑洞中只有一个被发现是活跃的:较小的那个。这解释了为什么辐射如此之少;那个大得多的黑洞是静止的。

研究人员说,这表明可能存在比我们目前能够探测到的更多的超大质量黑洞双星。

"Voggel说:"我们的发现意味着可能有更多的这些星系合并的遗迹存在,它们可能包含许多隐藏的大质量黑洞,仍然等待被发现。

"这可能使本地宇宙中已知的超大质量黑洞的总数增加30%。"

尽管这两个黑洞注定要合并,但这需要一些时间;大约2.5亿年左右,研究人员说。但是,虽然我们无法观察到它的发生,但这个双星系统提供了希望,即在我们周围有更多的超大质量黑洞合并在发生。

我们现在还不能探测到它们;对于我们目前的仪器来说,所发出的引力波频率太低。但研究人员说,新的仪器,如天基引力波探测器LISA,应该能够做到。

而且这一发现可以告诉我们如何找到双体超大质量黑洞,甚至在更遥远的星系中,我们无法获得中心恒星的详细运动数据。

"他们在论文中写道:"在合并的星系中瞄准明亮的幸存的核星团,可以促进在本地宇宙中较小的距离上发现双超大质量黑洞,即使它们不是发光的活动星系核。

"这将允许对这些系统进行更详细的研究,然后可以作为如何在遥远的宇宙中更广泛地找到它们的蓝图。"



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