由哥廷根大學(xué)和波茨坦大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組，首次證明了星系NGC6240包含三個(gè)超大質(zhì)量黑洞。在發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上的這些獨(dú)特觀測結(jié)果顯示，星系核心的黑洞彼此接近，這項(xiàng)研究指出了宇宙中最大星系形成過程中的同時(shí)合并過程。

像銀河系這樣的大質(zhì)量星系通常由數(shù)千億顆恒星組成，中心有一個(gè)質(zhì)量高達(dá)幾百萬到幾億倍太陽質(zhì)量的黑洞。被稱為NGC6240的星系由于其特殊形狀而被稱為不規(guī)則星系。

到目前為止，天文學(xué)家一直認(rèn)為它是由兩個(gè)較小的星系碰撞形成，因此它的核心含有兩個(gè)黑洞。這些星系祖先以幾百公里/秒的速度彼此移動(dòng)，并且仍在合并的過程中。這個(gè)星系距離我們大約3億光年（接近宇宙標(biāo)準(zhǔn)）已經(jīng)在所有波長下進(jìn)行了詳細(xì)研究，到目前為止被認(rèn)為是星系相互作用的原型。這項(xiàng)研究的主要作者，來自哥廷根大學(xué)的Wolfram Kollatschny教授表示：通過以極高空間分辨率進(jìn)行的觀察，天文學(xué)家能夠表明：

相互作用的星系系統(tǒng)NGC6240不是先前假設(shè)的兩個(gè)，而是中心有三個(gè)超大質(zhì)量黑洞。三個(gè)重量級中的每一個(gè)黑洞都有超過9000萬個(gè)太陽質(zhì)量，它們位于不到3000光年寬的空間區(qū)域，即不到星系總大小的百分之一。萊布尼茨天體物理研究所(AIP)的Peter Weilbacher博士補(bǔ)充道：到目前為止，宇宙中從未發(fā)現(xiàn)如此密集的三個(gè)超大質(zhì)量黑洞，本案例提供了三個(gè)星系及其中心黑洞同時(shí)合并過程的證據(jù)。這個(gè)三重系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)對于理解星系隨時(shí)間的演化至關(guān)重要。

直到現(xiàn)在，我們還無法解釋最大和最大質(zhì)量的星系(我們從“現(xiàn)在”的宇宙環(huán)境中了解到)是如何在過去大約138億年的過程中，通過正常星系相互作用和合并過程形成。然而，如果幾個(gè)星系同時(shí)發(fā)生合并過程，那么具有中心超大質(zhì)量黑洞的最大星系能夠演化得更快，研究的觀察為這種情況提供了第一個(gè)跡象。為了使用位于智利歐洲南方天文臺操作的8米VLT望遠(yuǎn)鏡對NGC 6240星系進(jìn)行獨(dú)特的高精度觀測，在空間高分辨率模式下使用了3-D MUSE光譜儀以及四顆人工生成的激光星和一個(gè)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。

多虧了先進(jìn)的技術(shù)，獲得的圖像清晰度與哈勃太空望遠(yuǎn)鏡相似，但另外還包含了每個(gè)圖像像素的光譜。這些光譜在確定NGC6240中超大質(zhì)量黑洞的運(yùn)動(dòng)和質(zhì)量方面起著決定性作用?？茖W(xué)家們假設(shè)，在幾百萬年內(nèi)觀察到、即將發(fā)生的超大質(zhì)量黑洞合并也將產(chǎn)生非常強(qiáng)的引力波。在可預(yù)見的未來，類似物體的信號可以用計(jì)劃中基于衛(wèi)星的引力波探測器LISA進(jìn)行測量，并且可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步的合并系統(tǒng)。

博科園｜研究/來自：哥廷根大學(xué)

參考期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201936540e

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普

關(guān)注【博科園】看更多大美宇宙科學(xué)