天文学要闻亲密的超大黑洞双胞胎在仙女星系闪耀仅相距001光年质量惊人2亿倍太阳
在遥远的仙女星系中,钱德拉望远镜捕捉到了一个令人惊叹的X射线源。科学家们利用美国宇航局提供的X射线数据以及地面望远镜进行光学观测,揭示了可能是迄今为止最紧密共生的两个超大质量黑洞。这对黑洞之间仅相距不到1/100光年,这在宇宙尺度上是一个非常短的距离,它们彼此围绕着旋转,就像地球和太阳一样,但这是在26亿光年之外。
长期以来,天文学家一直认为编号为LGGS J004527.30+413254.3(简称J0045+41)的天体是一对250光年内仙女星系中的双星。但新的发现表明J0045+41实际上更遥远,大约距离地球26亿光年。华盛顿大学天文学家Trevor Dorn-Wallenstein博士表示:“我们一直在寻找一种特殊的天体,现在我们认为已经找到了一种。”
根据最新观测结果,研究人员推断J0045+41中存在两个黑洞,它们总质量相当于2亿个太阳。它们彼此环绕,并且两者之间的距离小到几乎可以忽略不计,只比地球与太阳之间的距离少几百倍。科学家们相信,这种系统可能是数十亿年前两个星系合并形成的,那些星系原本都包含有一个超大质量黑洞。
由于这两个黑洞目前相距较近,最终将不可避免地被他们互相引力的力量吸引至一块,最终合二为一并释放出引力波。华盛顿大学John Ruan博士说:“我们还不能确定这些黑洞质量大小,不过我们猜测它们最快可能在350年或者最慢36万年的时间里发生碰撞合并成一个黑洞。”
仙女座星系离我们的位置大约250万光年,在无污染夜晚,我们甚至可以用肉眼看到它模糊轮廓的一部分。一对恒星到一对巨型黑洞之前,一组研究者曾注意到来自J0045+41可见光存在周期性变化,他们认为这是仙女座星系内的一对每隔80天就围绕对方旋转一次恒星。不过钱德拉望远镜记录下的X射线源并不支持这一初步结论,而是显示出该二元系统应该含有一颗中子星或更大的超大质量black hole,从同伴那里汲取物质,并且这个同伴要么拥有更高、更远处的一个快速增长的大型black hole。
随后,多恩-华伦斯坦博士及其同事从夏威夷双子座北望远镜获得了J0045 + 41 的 光谱数据,他们发现必须至少存在至少一个巨型black hole,并据此估计了该对象的真实距离,更意外的是,该数据还显示出了第二个Black Hole以不同的速度围绕其运行。
未来,这两颗Black Hole将会融合成单一而强大的Black Hole。在利用加州理工帕洛马尔瞬态工厂提供的地面观测资料时,研究人员追踪了来自J0045 + 41 的周期性亮度变化。他們發現數個周期,其中包括80天和320天周期间接证实了理论预言:即由互相环绕运动中的巨型Black Hole所驱动。此案件被视作首次找到确凿证据证明有两颗正在交织生活的大型Black Hole。