附近星系中的超大質(zhì)量黑洞正處于碰撞的邊緣

星系碰撞是宇宙中的基礎(chǔ)事件。當(dāng)兩個系統(tǒng)在宇宙舞蹈中混合恒星時，它們就會發(fā)生。

它們還導(dǎo)致了超大質(zhì)量的壯觀合并黑洞.結(jié)果是一個變化很大的星系和一個奇異的超大質(zhì)量星系黑洞.

這些巨大的事件是星系演化的主要力量。這是更小的星系如何結(jié)合形成越來越大的星系。這種合并從宇宙時間的最早時代就一直在進行。

銀河合并至今仍在繼續(xù)。我們的銀河系繼續(xù)吞噬較小的星系，它將在幾十億年后與仙女座星系相撞。當(dāng)這種情況發(fā)生時，兩個星系的超大質(zhì)量黑洞也可能合并。

我們看不到從頭到尾的整個過程，因為它需要數(shù)百萬年才能完成。然而，這并不能阻止天文學(xué)家尋找并找到星系和超大質(zhì)量黑洞碰撞的證據(jù)。

最新發(fā)現(xiàn)使用哈勃太空望遠鏡 （HST） 發(fā)現(xiàn)了一對碰撞星系深處的三個明亮的可見光“熱點”。這些目標(biāo)離我們相對較近——只有大約 8 億光年的距離。

天文學(xué)家跟進了 Chandra 觀測和來自 Karl G. Jansky 甚大陣列的射電數(shù)據(jù)。

通常，具有明亮核心的星系，稱為活躍星系核（簡稱 AGN），存在于非常遙遠的地方。他們經(jīng)常在宇宙時間的早期出現(xiàn)。有機會研究一個星系和一對超大質(zhì)量黑洞在“現(xiàn)代”附近宇宙中的碰撞，是研究此類事件的機制的好時機。

發(fā)現(xiàn)初期超大質(zhì)量黑洞碰撞

當(dāng) HST 的高級巡天相機在一個名為 MCG-03-34-64 的碰撞星系的中心發(fā)現(xiàn)三個光學(xué)衍射尖峰時，發(fā)現(xiàn)了未來的宇宙碰撞。

其中兩個熱點看起來非常接近——相距僅約 300 光年。它們追蹤核心中氧氣的存在。它被某種非常有能量的東西電離，這些熱點讓天文學(xué)家感到驚訝。（第三個熱點不是很清楚。

“我們沒想到會看到這樣的事情，”天體物理學(xué)中心的 Anna Trindade Falc?o 說 |哈佛和史密森尼在馬薩諸塞州劍橋?！斑@種觀點在附近的宇宙中并不常見，它告訴我們銀河系內(nèi)部還有其他事情正在發(fā)生?！?/p>

Falc?o 和她的同事想知道是什么導(dǎo)致了這些亮點。因此，他們使用 Chandra X 射線天文臺來專注于行動。

“當(dāng)我們在 X 射線波段觀察 MCG-03-34-64 時，我們看到兩個分離的、強大的高能發(fā)射源與哈勃望遠鏡看到的明亮光學(xué)點重合。我們將這些碎片放在一起，得出結(jié)論，我們可能正在觀察兩個緊密間隔的超大質(zhì)量黑洞，“Falc?o 說。

該團隊還在檔案射電望遠鏡數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了對這些天體的觀察結(jié)果。這些強大的無線電發(fā)射證明了這對黑洞的存在，并且正在逐漸靠近。

“當(dāng)你在光學(xué)、X 射線和無線電波長中看到強光時，可以排除很多事情，從而得出結(jié)論，這些只能解釋為接近的黑洞，”Falc?o 指出?！爱?dāng)你把所有部分放在一起時，它就會給你 AGN 二人組的畫面。”

即將到來的碰撞

這些中心超大質(zhì)量黑洞將在大約一億年后發(fā)生碰撞。

每個星系都位于一個星系的核心。隨著這些星系越來越近，它們心臟中的黑洞將開始相互作用。最終，它們將合并成一個強大的事件，發(fā)出引力波作為流程的一部分。

天文學(xué)家（通過模擬和觀測）認為，星系與超大質(zhì)量黑洞的合并會觸發(fā)大量活動。隨著碰撞的進行，星際氣體流向星系中心。

它在其他地區(qū)也會被壓縮，這兩種活動都會觸發(fā)恒星形成的爆發(fā)。一些氣體也會吸積到那些中央超大質(zhì)量黑洞上，當(dāng)物質(zhì)在吸積盤中盤旋時，導(dǎo)致排放增加。

這些合并在宇宙中不斷發(fā)生。星系演化模型，加上觀測證據(jù)表明，星系中心的許多 AGN 都經(jīng)歷了合并。這些 GN 中超大質(zhì)量黑洞對的碰撞也表明這些黑洞是通過合并而增長的。

超大質(zhì)量黑洞碰撞和未來探測

了解緊密相連的 AGN 的合并，例如 MCG MCG-03-34-64 中看到的 AGN，為了解天文學(xué)家所說的 SMBH 雙星合并的最后階段提供了一個獨特的窗口。

此類事件現(xiàn)在是并將繼續(xù)是衡量這些合并影響的主要方式。他們將使用對整個光譜以及未來的光敏感的天文臺提供豐富的研究領(lǐng)域引力波探測器。

這些探測將需要高級版本的激光干涉儀引力波天文臺 （LIGO），該公司僅在幾年前首次檢測到.超大質(zhì)量黑洞合并誘導(dǎo)的引力波將成為 LISA（激光干涉儀空間天線的縮寫）等未來儀器的目標(biāo)。

它將部署三個相距數(shù)百萬英里的天基探測器，以捕獲 MCG-03-34-64 中的黑洞龐然大物碰撞時發(fā)出的長波長引力波。

由于這些合并發(fā)生在整個宇宙中，這將是一個豐富的研究領(lǐng)域，對我們理解星系合并作為宇宙演化的一部分有很大貢獻。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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