探测NGC 7727星系中心的新测量发现,星系核心由一对超大质量黑洞组成。这两个超大质量黑洞比我们见过的任何其他超大质量黑洞双星都更接近彼此,相距仅1,600光年。天文学家认为,最终,这两个黑洞将变得如此紧密地结合在一起,以至于它们会合并,成为一个更大的怪兽。
就在8900万光年之外,在NGC 7727星系中,两个超大质量黑洞注定要合二为一。
探测NGC 7727星系中心的新测量发现,星系核心由一对超大质量黑洞组成。这是我们迄今为止发现的最接近的这种双黑洞,以显着的优势击败了之前的4.7亿光年记录保持者。
此外,这两个超大质量黑洞比我们见过的任何其他超大质量黑洞双星都更接近彼此,相距仅1,600光年。天文学家认为,最终,这两个黑洞将变得如此紧密地结合在一起,以至于它们会合并,成为一个更大的怪兽。
这一发现不仅证实了NGC 7727是两个星系合并的产物,而且为我们提供了一个非常紧密的实验室,用于探测超大质量黑洞在轨道合并前的舞蹈中旋转时的相互作用。
"这是我们第一次发现两个彼此如此接近的超大质量黑洞,不到之前记录保持者的一半,"法国斯特拉斯堡天文台的天文学家Karina Voggel说。
天文学家对超大质量黑洞双星感兴趣的原因有很多。超大质量黑洞存在于大多数星系的中心,这些星系是其他一切都围绕着这个核心旋转的。
当两个星系一起被发现时,它表明两个星系已经走到了一起。我们知道这个过程正在发生;找到一个超大质量黑洞双星可以告诉我们它在最后阶段的样子。
超大质量黑洞双星也可以告诉我们一些关于这些巨大的物体 - 数百万到数十亿倍于太阳质量 - 如何变得如此令人难以置信的巨大。二进制黑洞合并是这种增长发生的一种方式。找到双星超大质量黑洞将有助于我们了解它是否是这种增长的共同途径,这反过来又将允许更准确的建模。
一段时间以来,NGC 7727一直是双星超大质量黑洞的一个感兴趣的物体。它的物理特征表明,星系是星系合并的产物,在其遥远的过去的某个时候。然而,黑洞很难看到,除非它们正在积极地吸积物质。然后,黑洞周围的物质云发出明亮的辐射。NGC 7727没有通常与两个活跃的超大质量黑洞相关的明亮流动。
这就是NGC 7727星系的接近给天文学家带来优势的地方。由于NGC 7727非常接近,研究人员能够根据恒星在旋转时的光线变化方式获得星系中心恒星的运动数据。这表明星系中心包含的不是一个,而是两个超大质量黑洞。
其中一个超大质量黑洞相对较大,质量约为太阳质量的1.54亿倍。另一个,小得多的伴星只有630万太阳质量。这些黑洞中只有一个被发现是活跃的:较小的黑洞。这就解释了为什么辐射如此之少。更大的黑洞是静止的。
研究人员说,这表明,那里的超大质量黑洞二元星可能比我们目前所能探测到的要多得多。
"我们的发现意味着,可能存在更多这样的星系合并遗迹,它们可能包含许多隐藏的大质量黑洞,这些黑洞仍在等待被发现,"Voggel说。
"它可以将本地宇宙中已知的超大质量黑洞总数增加30%。
虽然这两个黑洞注定要合并,但这需要一些时间。大约2.5亿年左右,研究人员说。但是,虽然我们无法观察到它的发生,但双星系统提供了希望,即我们周围还有更多的超大质量黑洞合并。
我们还无法检测到它们;发射的引力波对于我们目前的仪器来说频率太低了。但研究人员说,新的仪器,如天基引力波探测器LISA,应该能够做到。
这一发现可以告诉我们如何找到双星超大质量黑洞,即使在更遥远的星系中,我们也无法获得中心恒星的详细运动数据。
"在合并的星系中瞄准明亮幸存的核星团可以促进在局部宇宙中以较小的距离发现双超大质量黑洞,即使它们不是发光的活跃星系核,"他们在论文中写道。
"这将允许对这些系统进行更详细的研究,然后可以作为如何在遥远的宇宙中更广泛地找到它们的蓝图。
该研究已发表在《天文学与天体物理学》上。