科學家們發現了一對壯觀的超大質量黑洞

Mondo 科學 更新 2024-03-06

A 約 7乙個5億光年外的星系被發現擁有我們見過的最重的一對超大質量黑洞。

這對恆星的總質量是太陽質量的280億倍。 雖然肯定有質量超過這個質量的單個黑洞,但這對黑洞——潛伏在乙個名為B2 0402+379的星系中——代表了我們發現的最重的黑洞雙星。

它們表現出一些特殊的特性,可以幫助天文學家弄清楚當它們聚集在一起時會發生什麼。

黑洞發展成超大質量質量是乙個神秘的過程,其變幻莫測在很大程度上是未知的。

小黑洞是由大質量恆星坍縮的核心形成的,這些恆星的原子燃料已經燃燒殆盡,不能再發光。 這些恆星質量的黑洞可以通過相互碰撞來增長,產生質量太大而無法通過核心坍縮路徑形成的物體。

黑洞必須有某種方式才能增長到超大質量比例——太陽質量的數百萬到數十億倍。 可以合理地假設,如果小黑洞能夠碰撞和合併,那麼大黑洞也應該能夠碰撞和合併,一系列的分層合併最終在每個星系的中心產生巨大的黑洞。

但從理論上講,這是乙個潛在的問題。 雙星中的黑洞通過釋放軌道動量變得更加緊湊,軌道動量將其轉移到附近的氣體恆星,這些氣體恆星射入未知部分並以引力波的形式失去它們。

隨著軌道距離的減小,它們可以釋放能量的空間面積也會減小。 在大約乙個秒差距 (3.) 內。2光年),不再有足夠的空間釋放更多的動量,因此軌道衰變停滯並穩定下來。這被稱為最終解析。

根據史丹福大學天體物理學家Tirth Surti領導的乙個團隊的說法,B2 0402 + 379可能是最終解決問題的乙個很好的例子。

研究人員仔細研究了雙子座北望遠鏡上的雙子座多目標光譜儀(GMOS)收集的檔案資料,並進行了一項新的分析,計算了嵌入B2 0402 + 379中心的兩個黑洞的特性和行為。

他們的發現為我們提供了雙星的質量 - 280億太陽質量 - 並發現星系本身就是星系團的“化石”。 B2 0402+379曾經是一組星系; 最終,它們融合在一起,成為B2 0402+379。

雙超大質量黑洞是落入銀河系中心並停留在那裡的黑洞團的殘餘物。

這兩個黑洞相距7英里3秒差距,或24光年。 這不是最終的秒差距,也不是我們見過的最接近的超大質量黑洞雙星。

但有趣的是,該團隊的分析表明,軌道衰變已經停滯不前。 這些黑洞在穩定的軌道上以這樣的距離分離了大約300萬年。

這一發現表明,高質量可能在最終的解析問題中發揮作用。 研究小組認為,雙星之前的軌道衰變從其附近噴射出如此多的恆星,以至於沒有恆星可以將軌道動量傳遞給它。 目前,他們已經陷入困境。

史丹福大學天體物理學家羅傑·羅曼尼(Roger Romani)說:“通常情況下,具有較輕黑洞對的星系似乎有足夠的恆星和質量來迅速將兩者結合在一起。 ”。

由於這對雙星非常重,因此需要大量的恆星和氣體來完成這項工作。 但是這顆雙星已經在**星系中尋找這種物質,使它停滯不前,我們可以研究它。 ”

那麼現在會發生什麼呢? 我們知道,不知何故,黑洞可以變得比雙星的總質量還要大,但這些超引力龐然大物似乎非常罕見。 B2 0402+379的核雙星似乎非常穩定,沒有辦法立即釋放軌道動量。

它可以在另一次星系合併後從物質注入中獲得正確的方向,將第三個超大質量黑洞送入該側; 但是組成原始星系團的所有星系都合併為B2 0402 + 379,所以這似乎是不可能的。

但是,還有另一種可能性。 銀河系中可能有一些東西可以幫助已經陷入停滯的聯盟。

“我們期待對B2 0402 + 379的核心進行後續調查,屆時我們將發現有多少天然氣,”Tirth說。 ”。這應該讓我們更深入地了解超大質量黑洞最終是否會合併,或者它們是否會繼續作為雙星存在。 ”

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