錢德拉望遠鏡發現「叛變的」超大質量黑洞

科技 05-17

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錢德拉望遠鏡發現「叛變的」超大質量黑洞

· 大部分星系都有在其中心固定的超大質量黑洞。

· 在某些情況下，這些質量是太陽數百萬甚至數十億倍的黑洞可能會開始運動。

· 通過錢德拉的X-射線和光學的數據，天文學家新發現了這樣的一個反衝黑洞。

· 這個黑洞處在一個距離地球39億光年的橢圓星系中。

文末有一個小小的視頻哦～

超大質量黑洞大多是靜止在星系中央的，但是近日天文學家們用錢德拉X-射線望遠鏡(NASA s Chandra X-ray Observatory )和其它的望遠鏡追蹤到了一個可能正在運動的超大質量黑洞。

這個「叛變」了的黑洞處在一個距地球39億光年的橢圓星系中，它的質量約為太陽的1.6億倍。天文學家對這個超大質量黑洞非常感興趣，因為它可能揭示了關於這種神秘天體的很多性質。

錢德拉望遠鏡發現「叛變的」超大質量黑洞

圖片來源：X-ray: NASA/CXC/NRAO/D.-C.Kim; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

這個黑洞可能是一個反衝黑洞，「反衝」在天文學中常用來形容兩個較小的大質量黑洞經過碰撞後合并成一個更大的黑洞。在碰撞的同時，這兩個黑洞還會對一個特定的方向產生較強的引力波。這個新形成的黑洞可能受到與這些引力波相反方向的作用力，從而被推離星系的中心，就像圖中描述的那樣。

這個反衝力的大小取決於合并前兩個黑洞的旋轉速率及方向，因此通過研究這個碰撞後的反衝黑洞模型來推算合并前黑洞的一些性質，而那些性質原本是難以測量的。

天文學家經過篩選了上千個星系的X-射線和光學數據找到了這個反衝黑洞的候選者。首先他們通過錢德拉天文台找出擁有明亮X-射線源且在斯隆數字巡天計劃（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）中的觀測到的星系。發射出明亮的X-射線一般是超大質量黑洞快速增長的標誌。

如果符合了以上的條件，研究人員就會分析SDSS得到的光譜，從中可以看到大量的可見光根據波長的變化程度。如果他們找到了顯著的跡象表明了超大質量黑洞的存在，他們就會對這些星系進行更深入的研究。

這樣經過了上述一系列的搜索，就找出了合適的黑洞「候選人」。大圖中左上的插圖來源於哈勃的數據，上面有兩個在星系中心的光點，其中一個在星系的中心，而另一個距離中心約有3000光年。之後的數據表明，這個增長中的超大質量黑洞的性質和位置正好符合了錢德拉望遠鏡探測到的明亮X-射線源的位置（大圖右上的插圖）。通過分析斯隆數字巡天和夏威夷的凱克望遠鏡(Keck telescope)得到的數據，研究團隊發現了這個處在輕微偏移星系中心正在增長的黑洞和它處在的星系移動速度不同。這些性質暗示了它的源頭可能是一個融合中的超大質量黑洞。

在疑似反衝黑洞的宿主星系外部，同樣有收到次擾動的跡象，這說明了在不久之前發生過兩個星系的合并。因為超大質量黑洞的合并通常被認為是發生在它們所處星系合并的時候，所以這個信息是支持了這個系統中有一個融合的黑洞這一觀點。

此外，恆星在星系中形成的速度很快，每年都會有上百顆太陽質量的恆星誕生。計算機也對此進行了模擬，發現了中心含有超大質量黑洞的星系合并會加速星系產生恆星的速度。

對這些數據的另一個可能的解釋是，這兩個超大質量黑洞都處在星系的中心，但是其中一個因為增長得太慢所以不能產生可被探測到的射線。研究人員們更傾向於相信融合黑洞的解釋，但是這還需要更多的數據來證實。

錢德拉望遠鏡發現「叛變的」超大質量黑洞