当星系相撞:双子类星体在"宇宙正午"闪亮登场

发布时间: 2023-04-22 17:40:13 来源: 196世界之最 栏目: 奇趣发现 点击: 34

银河系通过与其他星系的合并而成长和进化,混合它们的数十亿颗恒星,引发蓬勃的恒星形成的爆发,并经常为它们的中心超大质量黑洞提供燃料,产生发光的类星体,使之超过整个星系。其中一些合并体最终成为巨大的椭圆星...

银河系通过与其他星系的合并而成长和进化,混合它们的数十亿颗恒星,引发蓬勃的恒星形成的爆发,并经常为它们的中心超大质量黑洞提供燃料,产生发光的类星体,使之超过整个星系。其中一些合并体最终成为巨大的椭圆星系,其中的黑洞质量是我们太阳的几十亿倍。

当星系相撞:双子类星体在

这个艺术家的印象图表明,天文学家使用一系列地面和天基望远镜,包括夏威夷的双子座北区,发现了一对紧密结合的高能类星体--一对合并星系的标志--在宇宙只有30亿年的时候就看到了。这一发现揭示了星系在 "宇宙正午 "的演化过程,这是宇宙历史上星系经历狂暴的星体形成的时期。这次合并也代表了一个即将成为巨大椭圆星系的系统。资料来源:国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani, J. da Silva

尽管天文学家已经www.196nk.cn在我们的宇宙邻域观察到了名副其实的带有一个以上类星体的合并星系,但更遥远的例子,即在宇宙只有其目前年龄的四分之一时看到的,是相www.196nk.cn当罕见的,因此极难找到。

通过利用大量的地面和天基观测站--包括由美国国家科学基金会NOIRLab运作的国际双子星观测站的一半--一个天文学家小组发现了一对紧密结合的活跃进食的超大质量黑洞--类星体。这一发现是首次确认在"宇宙正午"--宇宙只有30亿年历史的时候,在同一星系中发现一对超大质量黑洞。

以前的观测发现,类似的系统处于合并的早期阶段,当时两个星系仍然可以被认为是明显的独立实体。但是这些新的结果显示,一对类星体在如此近的距离内炽热地燃烧着,相距www.196nk.cn仅有1万光年,它们最初的宿主星系很可能正在成为一个单一的巨大椭圆星系的路www.196nk.cn上。

在这个早期时代,寻找一对如此接近的超大质量黑洞,就像试图在干草堆中找针。挑战在于,大多数黑洞对都太近了,无法单独区分。为了明确地探测到这样一个系统,这两个超大质量黑洞需要同时积极地增殖并作为类星体发光,这种情况是极其罕见的。据统计,每100个超大质量黑洞中,只有一个在特定时间内积极地吸积。

然而,天文学家知道,在遥远的宇宙中,应该充满了嵌在合并星系中的一对超大质量黑洞。在美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的数据中首次发现了这样一个系统的暗示,它在遥远的宇宙中发现了两个紧密排列的光点。

为了验证这个系统的真实性质,研究小组通过欧空局盖亚观测站的庞大数据库进行搜索,发现这个系统有明显的"抖动",这可能是黑洞进食活动零星变化的结果。

研究小组随后使用了双子座多目标光谱仪(GMOS)和双子座北区的GNIRS,这为研究小组提供了对类星体距离的独立测量,并证实这两个物体都是类星体,而不是单个类星体与前景星体的偶然对接。利用W.M. Keck天文台、NSF的Karl G. Jan196世界之最sky超大型阵列和NASA的Chandra X射线天文台进行的进一步研究也有助于确认这些观察结果。

"确认过程并不容易,我们需要一个涵盖从X射线到射电频谱的望远镜阵列来最终确认这个系统确实是一对类星体,而不是,比如,两个引力凝聚类星体的图像,"共同作者、伊利诺伊大学的天文学家Yue Shen说。

"在这个早期,我们并没有看到很多双类星体。这就是为什么这一发现如此令人兴奋。"伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究生Yu-Ching Chen说,他是这项研究的主要作者,该研究发表在《自然》杂志上,"了解黑洞的原生群体将最终告诉我们早期宇宙中超大质量黑洞的出现,以及这些合并可能有多频繁。"

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