发现并合星系中隐藏的黑洞

一项最新的研究在八组并合星系中发现了双重甚至三重超大质量黑洞。

[图片说明]：这些斯隆数字巡天的图像展示了正在并合的星系对。在每个星系中最亮的核心部分都存在一个超大质量黑洞。通过这些样本，天文学家发现了多个双重和两个三重超大质量黑洞组合。版权：Pfeifle et al., ApJ, Volume 875, Issue 2, i.d. 117, 2019。

几乎所有的大型星系中心都存在一个数百万甚至数十亿倍太阳质量的超大质量黑洞。其中一些与我们银河系中心的类似，相对宁静，只吸积周围极小范围内的稀薄气体和尘埃云。然而，另一些则相对活跃，会吞噬大量的物质。这些活动星系核在宇宙中普遍存在。

最近，使用美国宇航局的大视场红外巡天探测器、钱德拉X射线天文台和欧洲空间局的牛顿X射线多镜面望远镜，天文学家发现了共8个此前未知的双重或三重活动星系核。

在物质充足的环境中，最有可能发现活动星系核。在两个或者多个星系并合时，就能创造出这一环境。此时，被扰乱的气体、尘埃和恒星往往会流向星系的中心，成为黑洞的盘中餐。在某些星系并合的最后阶段，可以看到两个或多个正在狼吞虎咽的黑洞。

丰沛的食物也会带来麻烦。流向星系中央黑洞的浓密气体和尘埃也会把黑洞遮蔽，吸收活动星系核发出的可见光，使得它在光学波段不再表现出活跃黑洞的迹象。但红外辐射则可以逃脱出来，它们是活动星系核的能量被周围的尘埃吸收、然后在波长更长的红外波段再发射的结果。

这解释了为什么大视场红外巡天探测器是发现这些活动星系核的关键。通过在红外波段进行观测，该天文学家团队发现了在其他波段不可见的活动星系核。由红外数据先筛选出疑似目标，然后在X射线波段对它们进一步观测。X射线可以穿透气体和尘埃，是吸积黑洞的直接证据。综合这两种观测，甚至可以确定X射线是来自一个、两个还是三个活动星系核。

双重活动星系核十分稀少，三重活动星系核更加罕见。这不禁让科学家思考其中的原委。或许仅仅是因为难以观测，又或许是它们存在的时间太短。也许它们确实稀有，唯有两个或者多个超大质量黑洞并合才能营造出它们所需的特殊环境。了解这个答案可以告诉天文学家星系演化的诸多信息，因为并合是星系成长和演化的主要方式之一，绝大多数星系一生中可能会经历一次或更多次并合过程。

此外，双重活动星系核是超大质量黑洞并合的前身，它们产生的引力波是未来空间引力波探测的主要目标。

原文链接：http://www.astronomy.com/news/2019/06/astronomers-uncover-hidden-sets-of-black-holes-in-merging-galaxies

作者：Alison Klesman

编译：张景

校审：谢懿