“大個頭”和“小個頭”星系以溫和態(tài)合并
暴烈性強的星系碰撞比暴烈性弱的星系碰撞能夠更有效地激活黑洞的產生,在兩個星系碰撞的過程中,長期在星系中心暗藏的超大質量黑洞可能隨之發(fā)生相互的碰撞與合并,但在兩個星系發(fā)生碰撞之前,大量的氣體和塵埃被黑洞吞噬,氣體物質通過劇烈的摩擦在黑洞的視界周圍發(fā)出了明亮的光芒,天文學家將產生明亮閃耀的星系核稱之為活動星系核(AGN),但不是所有的星系合并者都創(chuàng)造了同等性質和數量的星系核,有些類型的星系在合并中創(chuàng)造一個活躍黑洞或星系核,有些類型的星系在合并中創(chuàng)造了兩個活躍黑洞或星系核。
科羅拉多大學波爾德分校的天文學家斯科特·巴羅斯和同事發(fā)現,單個活躍星系核似乎在兩個星系的尺度不匹配時更容易出現。在兩個合并的星系中,一個星系是“大個頭”,一個星系是“小個頭”,當傾斜和尺寸不匹配的大個頭星系和小個頭星系發(fā)生碰撞時,大小兩個星系的合并過程表現了更多的溫和性或更少的暴烈性,較少量的氣體和塵埃跌入黑洞的“胃口”或較少的氣體物質被黑洞吞噬,大小兩個星系在碰撞過程中減少了形成兩個活躍星系核的可能性。

科羅拉多大學波爾德分校的天文團隊將星系與活動星系核的研究成果通過新聞發(fā)布會的形式進行了公布,2018年的6月3日到6月7日,全美天文學會第二十三屆天文大會在科羅拉多州的丹佛市舉行。斯科特·巴羅斯是一位博士后助理研究員,在科羅拉多大學下屬的天體物理學和太空天文學(CASA)從事項目研究,他和來自多所大學的天文學同事使用了錢德拉X—射線天文臺的數據,太空天文臺通過系統(tǒng)性地掃描夜空獲得了從活動星系核發(fā)出的信號。通過對“補償星系”的尋找發(fā)現了逐漸演變的星系合并者,補償星系有單一的活動星系核,這些星系核通常處在星系中心以外的位置,缺乏對稱性的結構布置,這說明了一個事實,另一個超大質量的黑洞可能躲藏在附近的位置,它在等待碰撞與合并的機會。
天文學團隊的研究人員集合了10個補償星系的樣本,他們將樣本和有雙活動星系核的星系進行了對比,他們通過對結果的比較研究發(fā)現,在10個星系中,有9個星系源自于傾斜或尺度不匹配星系中的活躍黑洞,尺度不匹配的大小兩個星系發(fā)生了碰撞,其中的一個星系比另外一個星系的尺度高出了4倍。三分之二的星系有兩個活動黑洞或兩個活躍星系核,這些星系的尺度幾乎相同,正在經歷一場體量對等的碰撞與合并。
當兩個尺度大致相同的星系發(fā)生碰撞時,各自的黑洞發(fā)出了巨大的引力,在相互引力的巨大作用下,氣體和塵埃相互混合的“云物質”紛紛跌落到各自星系內的黑洞。在兩個尺寸不匹配的星系合并的情形中,兩個星系內的“大黑洞”和“小黑洞”同樣通過巨大的引力作用將氣體和塵埃物質吸入到各自的黑洞視界,但它們相互的引力作用相對較小。科羅拉多大學的天文團隊不能確定究竟是哪一個星系的黑洞在兩個傾斜或不匹配星系的碰撞過程中激活了,被激活的黑洞可能是大星系中心的大黑洞,也可能是小星系中心的小黑洞??屏_拉多大學波爾德分校的天文團隊將進一步研究兩個合并的黑洞如何影響了星系的進化以及合并的黑洞如何鍛造和毀滅了星系中的恒星。

(編譯:2018-6-7)