哈勃望远镜发现一对古老的超大质量黑洞即将合并

一些星系的中心发出如此明亮的光芒,以至于它们被赋予了一个特殊的名字:类星体这些星系中心的超大质量黑洞为这些区域提供能量,当气体落向黑洞并升温时,这些区域会发出大量的光,从而产生与超过 1000 亿颗恒星一样强大的光芒。最近,天文学家使用哈勃太空望远镜发现了其中两个类星体在夜空中明亮地燃烧——它们正处于碰撞过程中。

这对类星体被称为 SDSS J0749+2255,它们来自宇宙最早的一些阶段,当时它只有 30 亿年的历史。拥有类星体的两个星系正在合并过程中,最终,两者将聚集在一起形成一个巨大的星系。

这位艺术家的概念图展示了两个类星体的明亮眩光,它们位于两个处于混乱合并过程中的星系的核心。两个星系之间的引力拉锯战点燃了恒星诞生的风暴。
这位艺术家的概念图展示了两个类星体的明亮眩光,它们位于两个处于混乱合并过程中的星系的核心。两个星系之间的引力拉锯战点燃了恒星诞生的风暴。艺术品:NASA、ESA、Joseph Olmsted (STScI)

两个黑洞相距不过一万光年,要并合需要几千万年的时间。这听起来可能很长一段时间,但从银河系的角度来看它已经迫在眉睫。观察这对行星可以帮助天文学家了解早期宇宙以及大星系是如何形成的。

“在宇宙的这个早期阶段,我们并没有看到很多双类星体。这就是为什么这一发现如此令人兴奋,”该研究的主要作者、伊利诺伊大学香槟分校的 Yu-Ching Chen 在一份声明中说。 “了解黑洞的祖先种群最终将告诉我们早期宇宙中超大质量黑洞的出现,以及这些合并的频率。”

发现这对类星体并不容易,因为它们非常明亮而且距离非常近,很难单独看到它们。得益于其异常灵敏的仪器,哈勃能够捕捉到显示两个亮度点的图像,并进一步支持使用 WM 凯克天文台和双子座北地面望远镜进行的观测。

哈勃太空望远镜拍摄的一对类星体的照片,它们在宇宙诞生仅 30 亿年时就已存在。它们嵌在一对碰撞的星系中。
哈勃太空望远镜拍摄的一对类星体的照片,它们在宇宙诞生仅 30 亿年时就已存在。它们嵌在一对碰撞的星系中。 NASA、ESA、Yu-Ching Chen (UIUC)、Hsiang-Chih Hwang (IAS)、Nadia Zakamska (JHU)、Yue Shen (UIUC)

“确认过程并不容易,我们需要一系列覆盖从 X 射线到无线电光谱的望远镜,以最终确认这个系统确实是一对类星体,而不是,比如说,一个引力透镜类星体的两张图像”伊利诺伊大学的合著者 Yue Shen 解释道。

这对类星体是如此遥远,以至于我们实际上是在回顾过去,这对类星体很久以前就已经合并了。但通过研究它今天呈现给我们的样子,我们可以了解在宇宙还很年轻的时候,巨大的超大质量黑洞是如何形成的。

该研究发表在《自然》杂志上。


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