超大質量雙黑洞「亂入」仙女座星系,總質量是太陽 2 億倍

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 04 日 12:26 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

過去科學家認為,銀河系的隔壁鄰居仙女座星系中有一個特殊雙星系統「J0045 + 41」,但最近一組國際天文團隊分析數據後指出,「J0045 + 41」其實不住在鄰居家裡,反而遠在 26 億光年之外,只是過去一直在亂入仙女座星系的拍攝成像;此外,它不是雙星系統,而很可能是一對超大質量雙黑洞,總質量估計為太陽 2 億倍!



仙女座星系(Andromeda Galaxy,編號為 M31 和 NGC 224)是一個與銀河系很相像的螺旋星系,直徑約 20 萬光年,距離地球約 250 萬光年,科學家相信它是本星系群(註)中最大的星系。

▲ 史匹哲太空望遠鏡對仙女座星系的成像。(Source:By NASA/JPL-Caltech/K. Gordon (University of Arizona) [Public domain], via Wikimedia Commons

之前,科學家認為仙女座星系中有一組特殊的天體系統名為「J0045 + 41」,根據光學週期性變化將之分類為相互圍繞的一對恆星。但美國太空總署(NASA)的錢卓拉 X 射線天文衛星在後續收集的數據表明,這對恆星散發的強大 X 射線源已經超乎分類定義,因而吸引了華盛頓大學天文學家雷弗‧多恩─華倫斯坦(Trevor Dorn-Wallenstein)投入研究,他最初認為這可能是雙黑洞(binary black hole)或含有中子星的系統。

沒想到這一研究不得了,團隊發現「J0045 + 41」實際上可能是一個遠在 26 億光年之外的活躍星系核,結合錢卓拉 X 射線天文台和北雙子星望遠鏡的數據,顯示「J0045 + 41」至少包含一個黑洞;而加州帕洛馬爾瞬態工廠望遠鏡數據則指出「J0045 + 41」是一對超大質量雙黑洞,顛覆過去認知,NASA 戲稱「J0045 + 41」根本是趁望遠鏡拍照時亂入搶鏡(photobomb)。

研究人員還估計,超大質量雙黑洞的總質量為太陽質量 2 億倍。此外,兩個假定的黑洞彼此距離不到百分之一光年,如果這項研究證實無誤,那就會是到目前為止最接近彼此的一對超大質量雙黑洞。

錢卓拉 X 射線天文台表示,這種系統很可能是數十億年前,兩個各自攜帶一個超大質量黑洞的星系合併所形成,論文合著者 John Ruan 說,「目前無法準確評估這些黑洞的質量,但我們認為它們將在 350 年至 36 萬年內相撞併合成一個黑洞。」這項研究發表在《天體物理學》雜誌。

目前,仙女座星系也正以每秒 100~140 公里的速度接近銀河系,NASA 在 2012 年時曾宣布,兩者將在 40 億年後相撞並進行一場重大工程改造,合併成更巨大的星系,不過不用擔心,地球和太陽系並沒有被破壞的危險(也輪不到我們擔心)。

▲ 銀河系與仙女座星系估計在 40 億年後相撞併合。(Source:NASA

註:本星系群成員除了主要的仙女星系、銀河系、三角座星系外,還有約 50 個小星系。

(首圖來源:NASA)