由Göttingen和波茨坦科学家领导的一个国际研究小组首次证明,星系NGC 6240包含三个超大质量黑洞。这一独特的观察结果发表在《科学》杂志上爱博网站天文学和天体物理学,显示了星系核心的黑洞彼此靠近。该研究指出,在宇宙中最大的星系形成过程中,同时存在合并过程。
像银河系这样的大质量星系通常由数千亿颗恒星组成,并在其中心拥有一个质量为几百万到几亿太阳质量的黑洞。这个被称为NGC 6240的星系因其特殊的形状而被称为不规则星系。到目前为止,天文学家一直认为它是由两个较小的星系碰撞形成的,因此它的核心包含两个黑洞。这些星系的祖先以每秒100公里的速度相互靠近,并且仍在合并的过程中。这个离我们大约3亿光年远的星系——按照宇宙标准来说很近——已经在所有波长上进行了详细的研究,到目前为止,它一直被认为是星系相互作用的原型。
该研究的主要作者、Göttingen大学的Wolfram Kollatschny教授报告说:“通过我们以极高的空间分辨率进行的观测,我们能够证明,相互作用的星系系统NGC 6240的中心不是像以前假设的那样有两个,而是有三个超大质量黑洞。”这三颗重量级恒星的质量都超过了9000万个太阳。它们位于一个不到3000光年的空间区域,也就是说,不到银河系总大小的百分之一。波茨坦莱布尼茨天体物理研究所(AIP)的Peter Weilbacher博士补充说:“到目前为止,在宇宙中从未发现过如此集中的三个超大质量黑洞。”“目前的情况提供了三个星系及其中心黑洞同时合并过程的证据。”
这个三重星系的发现对于理解星系随时间的演化具有根本性的重要性。到目前为止,还无法解释我们从“现在”的宇宙环境中了解到的最大、质量最大的星系是如何在过去大约140亿年(即我们宇宙的年龄)的过程中通过正常的星系相互作用和合并过程形成的。“然而,如果同时发生几个星系的合并过程,那么拥有超大质量黑洞的最大星系就能进化得更快,”彼得·威尔巴赫总结道。“我们的观察为这种情况提供了第一个迹象。”
为了利用欧洲南方天文台在智利运行的8米VLT望远镜对NGC 6240星系进行独特的高精度观测,3D MUSE光谱仪在空间高分辨率模式下与四颗人工产生的激光恒星和自适应光学系统一起使用。得益于先进的技术,图像的清晰度与哈勃太空望远镜相似,但每个图像像素都包含光谱。这些光谱对于确定NGC 6240中超大质量黑洞的运动和质量具有决定性作用。
科学家们假设,观察到的数百万年后即将发生的超大质量黑洞合并也将产生非常强烈的引力波。在可预见的未来,类似物体的信号可以用计划中的卫星引力波探测器LISA来测量,并且可以发现更多的合并系统。
故事来源:
材料所提供的Göttingen大学.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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