1.6億光年外旋渦星系發現超大質量黑洞(圖)

這是旋渦星系NGC 3393的光學/X波段合成圖像

　　新浪科技訊 北京時間9月6日消息，科學家們使用美國宇航局錢德拉塞卡X射線空間望遠鏡首次發現了在一個和我們銀河系類似的旋渦星系中存在的一對超大質量黑洞。這一對黑洞距離地球約1.6億光年，是迄今發現的距離最近的此類天體現象。

　　這對黑洞位於旋渦星系NGC 3393核心位置，兩者相距僅490光年。科學家們相信這是數十億年前該星系吞併了另一個質量較小星系後留下的遺迹。

　　哈佛-史密松天體物理中心(CfA)的佩皮·法比亞諾(Pepi Fabbiano)領導了這項研究，他們的論文已經發表在本周出版的在線版《自然》雜誌上。他說：「要不是這一星系距離我們如此之近，我們絕無機會觀察到這一現象。從宇宙角度來看，這一星系幾乎就在我們鼻子底下，這讓我們不得不開始懷疑我們是否之前還錯過了許多類似的雙黑洞現象。」

　　在先前的X射線和其他波段觀測中，天文學家們很早便注意到星系NGC 3393的核心位置存在一個超大質量黑洞。然而此次錢德拉望遠鏡進行的長時間觀測讓科學家們有機會識別出這其實是一對雙黑洞。兩個黑洞成員都處於活躍狀態，隨著大量氣體物質落向它們並迅速發熱升溫，產生劇烈的X射線輻射。

　　天文學家們認為，當兩個質量大致相等的旋渦星系合併時，它們應當會在核心形成一對超大質量黑洞，同時星系會嚴重變形，漩渦結構消失，並形成大量的恆星新生區。一個廣為人知的例子就是NGC 6240核心區的超大質量黑洞，它距離地球大約3.3億光年。

　　然而星系NGC 3393的情況顯然與此不同，它是一個規整的旋渦星系，其核心區被大量老年恆星佔據，看不到明顯的恆星新生區域。這對於一個核心區擁有一對黑洞的星系而言顯得不同尋常。事實上，NGC 3393可能是首個被發現的這類案例，即一個較大規模的星系吞併一個小質量星系，並在其核心形成雙黑洞的情形。並且，根據現有理論顯示，這種質量不對稱的吞併行為應當是造成星系核心雙黑洞現象的主因。不過要證實這一點非常困難，因為要找到這種案例實在困難重重，核心區域擁有雙黑洞的旋渦星系外形看起來和普通的漩渦星系根本看不出任何區別。

　　同樣來自哈佛-史密松天體物理中心的研究參與者王雲峰(Junfeng Wang，音譯)說：「除了其核心位置的兩個黑洞之外，這兩個星系的合併沒有留下一絲痕迹。考慮到質量不對稱的合併現象，在這類情形中大質量的一方在合併發生後毫髮無損並不令人感到意外。」

　　那麼，如果這果真是一次質量不對稱合併事件的結果，那麼這兩個黑洞的質量一定存在很大的差異。目前還沒有這兩個黑洞具體質量的精確測量數據，但是觀測已經顯示這兩個黑洞的質量都超過了100萬倍太陽質量。根據推算，這兩個黑洞應當將在大約10億年後合併。

　　這兩個黑洞隱藏在大量氣體和塵埃雲帷幕後方，難以在光學波段進行觀測。但是X射線能級更高，它可以穿透這層雲霧。高度靈敏的宇航局錢德拉空間X射線望遠鏡探測到了清晰的雙黑洞信號。

　　此次有關星系NGC 3393黑洞的發現和之前德州大學奧斯丁分校天文學家茱莉亞·科瑪福德(Julia Comerford)同樣藉助錢德拉望遠鏡發現的一個疑似雙黑洞目標存在一些相似之處。當時科瑪福德檢測到兩個X射線源，這可能是由於這一距離地球約20億光年星系內部兩個黑洞獨立發出的輻射，兩者相距估計約為6500光年。

　　論文合著者，任職於哈佛-史密松天體物理中心和義大利國家天體物理研究院的基多·瑞薩里提(Guido Risaliti)說：「碰撞和合併是宇宙中星系和黑洞成長的最重要方式之一，找到存在於旋渦星系核心部位雙黑洞的證據是我們了解這種過程的一個重要步驟。」

　　錢德拉塞卡X射線空間望遠鏡是一台威力空前的X射線波段觀測設備，由史密松天體物理台負責運行和飛行控制，管理工作則由設在亞拉巴馬州亨茨維爾的宇航局馬歇爾空間飛行中心負責。(晨風)

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