3億光年外兩星系碰撞，形成神秘的黑洞環，極為壯麗！
據space.com報道：天文學家利用NASA的錢德拉X射線天文台探測到一個非常明亮的X射線源，它可能是由恆星質量大小的黑洞環和中子星引發的。這些X射線源來自環形星系AM 0644 - 741 （縮寫AM 0644），距離地球大約3億光年。這項研究發表在8月10日的《天體物理學雜誌》上。
錢德拉X射線天文台是NASA於1999年發射的一顆X射線天文衛星，專門用於探測來自宇宙高溫區域的X射線，如爆炸恆星、星系團和黑洞周圍的物質。位於馬薩諸塞州劍橋的史密森尼天體物理觀測站是錢德拉X射線中心，該中心負責運行衛星，處理數據，並將其分發給世界各地的科學家進行分析。
錢德拉X射線望遠鏡想像圖 圖源：維基百科
下圖是星系AM 0644合成圖，天文學家結合了錢德拉和NASA哈勃太空望遠鏡的數據，製作了一幅X射線和星系光學觀測的合成圖。圖中紫色區域為X射線源，其數據來源於錢德拉望遠鏡；而紅色、綠色和藍色區域的數據則是由哈勃望遠鏡獲取的。圖中右側即為星系AM 0644。
星系AM 0644-741，可見光波段，圖源：NASA
圖源：NASA
早在2011年，錢德拉望遠鏡就捕獲過如此壯麗的黑洞環。當時恰逢情人節，錢德拉望遠鏡在距離地球4.3億光年的鯨魚座中觀測到星系Arp 147，它就像一串巨大的閃閃發光的珍珠項鏈懸掛在空中。
下圖是ARP 147的合成圖，它是一對相互作用的環狀星系，是由螺旋星系（右）與橢圓星系碰撞（左）而形成的。
圖源：NASA
在這張合成圖像中，粉紅色區域是X射線，數據來自錢德拉X射線天文台；而紅色、綠色和藍色則是由哈勃太空望遠鏡提供的光學數據。
圖源：NASA
圖源：NASA
下圖是2012年錢德拉望遠鏡觀測到的星系NGC 922的x射線源。NGC 922距地球約1.57億光年，圖中紅色區域是錢德拉望遠鏡觀測的X射線，另外粉色、藍色和黃色區域是來自哈勃的光學數據。
圖源：NASA
圖源：NASA
圖源：NASA
那麼星系AM 0644中的黑洞環和中子星環究竟如何形成？
天文學家認為，這些黑洞環和中子星很可能是由星系碰撞引起的。兩個星系因引力而聚集在一起，一個星系的引力在星系AM 0644周圍的氣體中引發了波紋，這些波紋隨後產生了一個膨脹的氣體環，引發了新恆星的誕生。這些年輕恆星賦予了星系閃亮的藍色色調。
但這些恆星巨大而短暫，持續時間不超過幾百萬年。當燃料被耗盡後，恆星爆炸成超新星，留下了中子星和黑洞。這些黑洞的質量通常是太陽的5到20倍，而中子星質量則約等於太陽質量。其中一些黑洞和中子星有密切的伴星，並從它們的伴星中吸取氣體，氣體向內下落並摩擦加熱，從而產生錢德拉所探測到的X射線。
在AM 0644環中檢測到的所有X射線源都足夠明亮，可以歸類為超亮度X射線源( ULXs )。這類X射線源產生的X射線比大多數普通中子星或黑洞雙星系統多數百甚至數千倍。但關於此射線源的深入研究尚未明確。
除了星系AM 0644以外，錢德拉望遠鏡還觀測到了另外6個環形星系，總共發現了63個X射線源，其中50個是超亮度X射線源。研究者發現，在這些環形星系中，每個星系的超亮度X射線源平均數量比其他類型的星系要多。環形星系激發了天文學家的興趣，因為它們可以幫助天文學家更好地理解研究雙星形成模式以及了解超大型恆星的起源。
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