美国宇航局的钱德拉X射线天文台在碰撞过程中发现巨大黑洞 _美国

美国宇航局的钱德拉X射线天文台在碰撞过程中发现巨大黑洞Image credit: X-ray: NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; Optical: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA
据美国宇航局：正如我们最新的新闻稿中所讨论的那样，使用美国宇航局钱德拉X射线天文台的一项新研究跟踪了矮星系中两对碰撞过程中的超大质量黑洞。这是这种即将到来的相遇的第一个证据，为科学家提供了关于早期宇宙中黑洞增长的重要信息。
根据定义，矮星系包含的恒星总质量小于30亿个太阳——或者比银河系小20倍。天文学家长期以来一直怀疑矮星系合并，特别是在相对早期的宇宙中，以便成长为今天看到的更大的星系。然而，目前的技术无法观察到第一代矮星系合并，因为它们在遥远的距离上非常微弱。另一种策略——寻找附近的矮星系合并——至今还没有成功。
这项新研究克服了这些挑战，方法是对深度钱德拉X射线观测进行系统调查，并将它们与美国宇航局宽红外巡天探测器(WISE)的红外数据和加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)的光学数据进行比较。
钱德拉对这项研究特别有价值，因为黑洞周围的物质可以被加热到几百万度，产生大量的X射线。该小组在碰撞的矮星系中寻找成对的明亮X射线源作为两个黑洞的证据，并发现了两个例子。
其中一对位于星系团银铃133中，距离地球7.6亿光年，见左边的合成图像。钱德拉X射线数据是粉红色的，来自CFHT的光学数据是蓝色的。这对矮星系似乎处于合并的后期，并显示出由碰撞的潮汐效应引起的长尾。这项新研究的作者给它起了个绰号叫“奇异花”,这是以蜂鸟的一种濒危物种命名的，这种蜂鸟以其特别长的尾巴而闻名。只选择了一个名字，因为两个星系合并成一个星系的工作已经基本完成。这两个钱德拉光源展示了每个星系中黑洞周围物质的X射线。
另一对是在银铃1758S发现的，它是一个距离我们大约32亿光年的星系团。钱德拉和CFHT拍摄的合成图像在右边，使用了和紫茉莉相同的颜色。研究人员将合并的矮星系命名为“埃尔斯蒂尔”和“温特伊尔”，以马赛尔·普鲁斯特《寻找逝去的时光》中的虚构艺术家命名。温特伊尔是顶部的星系，埃尔斯蒂尔是底部的星系。两者都有钱德拉源与之相关，同样来自每个星系中黑洞周围物质的X射线。研究人员认为，这两个星系在合并的早期阶段被捕获，导致恒星和气体的桥梁通过引力相互作用将两个碰撞的星系连接起来。
黑洞和矮星系合并的细节可能会让我们了解银河系的过去。科学家认为几乎所有的星系都是从矮星系或其他类型的小星系开始的，并通过合并成长了数十亿年。对这两个系统的后续观测将使天文学家能够研究对理解宇宙早期阶段的星系及其黑洞至关重要的过程。
描述这些结果的论文发表在最新一期的《天体物理学杂志》上，可以在这里找到。这项研究的作者是马尔科·米契奇、奥利维亚·霍尔姆斯、布伦娜·威尔斯和吉米·欧文，他们都来自阿拉巴马大学塔斯卡卢萨分校。
NASA的马歇尔太空飞行中心管理着钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。