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一箭双雕!这对超大质量黑洞刷新了距离最近、间距最小两项纪录

最新公众号 2021-12-5 06:39 90179人浏览 0人回复
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编译:盛衍钧

校译:涂天宇

编排:王璞

后台:李子琦  董腾晨

参考链接:

https://www.eso.org/public/news/eso2117/

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/nearest-supermassive-black-hole-pair-discovered/

doi: 10.1051/0004-6361/202140827



通过欧南台的甚大望远镜(VLT),天文学家们发现了迄今为止距离地球最近的一对超大质量黑洞。这两个目标黑洞的间距比此前发现的其他超大质量双黑洞要小得多,它们在将来最终会并合成为一个巨大的黑洞。

图源:ESO / Voggel等

三年前,由卡内基天文台的François Schweizer领导的一个团队报告说,NGC 7727 (宝瓶座中一个有些扭曲的星系)明亮的中心附近聚集着一群蓝色的恒星。研究发现,这个“第二星系核”会产生微弱的 X 射线,因此Schweizer 和他的同事们认为这可能是一个较小的星系被剥离气体和尘埃后留下的核心。这个较小的星系具有一个活动微弱的中央黑洞,它在大约 20 亿年前与 NGC 7727 合并。

最近,在《天文学与天体物理学》的一篇文章中,法国斯特拉斯堡天文台的Karina Voggel和她领导的一个研究团队证明,NGC 7727的两个星系核都拥有一个超大质量黑洞。

这对超大质量黑洞距离地球约 8900 万光年。尽管这个距离看起来很遥远,但它比起此前4.7 亿光年的距离纪录已经是相当近了,这个新发现也因此成为了距离地球最近的超大质量黑洞对。

超大质量黑洞潜伏在大质量星系的中心,当两个这样的星系合并时,黑洞们最终会发生碰撞。NGC 7727 中的这对黑洞还打破了两个超大质量黑洞最小间距的纪录,它们相距仅 1600 光年。Karina Voggel谈到:“我们第一次发现两个超大质量黑洞距离如此之近,还不到之前记录保持者距离的一半。”

“两个黑洞的微小间距和速度表明它们可能会在未来 2.5 亿年内合并成一个巨大的黑洞,”论文的共同作者、澳大利亚昆士兰大学教授 Holger Baumgardt 补充道。

黑洞的引力会影响它们周围恒星的运动,Voggel和她的团队通过观察这些恒星的运动来确定这两个黑洞的质量。其中的大块头位于 NGC 7727 的核心,它的质量几乎是太阳的 1.54 亿倍,而它的小块头同伴仅有 630 万倍太阳质量。



两个明亮星系核的特写

图源:ESO / Voggel等

这是人们第一次用这种方式测量一对超大质量黑洞的质量。研究团队能完成这一壮举,不仅因为该双黑洞系统距离地球十分近,还得益于智利帕拉纳尔天文台甚大望远镜上的多单元光谱探测器 (MUSE) 获取的详细观测数据。在学生时代,Voggel就在欧南台学会了通过MUSE来进行科学研究。MUSE提供极高的空间分辨率(通过自适应光学技术来改正大气湍流造成的影响),为其视场中的每个 0.025 角秒大小的像素提供光谱,这使得科学家们可以在非常接近黑洞的地方测量恒星的速度,从而计算出黑洞的质量。使用 MUSE 来测量天体的质量,并辅以哈勃太空望远镜的补充数据,团队最终确认 NGC 7727 中的两个天体确实是一对超大质量黑洞。

起初,天文学家怀疑这个星系是否拥有这两个黑洞,因为没有观测到它们周围环境的大量高能辐射,直到最近这一疑虑才被扫除。“我们的发现意味着可能有更多这样的星系合并遗迹,它们可能包含许多隐藏的大质量黑洞。” Voggel谈到, “这个发现将足以让临近宇宙中的超大质量黑洞总数增加 30%。”

欧南台在寻找类似隐藏的超大质量黑洞方面有望取得巨大突破。39.2米的极大望远镜计划于2027年开始运行,其配备的HARMONI摄谱仪可能会发现更多类似的系统。HARMONI 将把此类观测的距离扩展到大约5亿光年。

责任编辑:邱煜欣

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn



超大质量黑洞

图片来源 WIKI

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