這對(duì)黑洞位于旋渦星系NGC 3393的中央。它們的彼此分隔只有490光年，可能是兩個(gè)質(zhì)量不等的星系在幾十億年甚至更早之前并合的殘余。
先前的X射線以及其他波段的觀測(cè)表明，NGC 3393中央存在單獨(dú)一個(gè)特大質(zhì)量黑洞。但是使用錢德拉望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)讓研究者探測(cè)并分離出了雙重的黑洞。兩個(gè)黑洞都在活躍地生長(zhǎng)著，并因?yàn)闅怏w落向其中且被加熱而發(fā)出X射線輻射。
當(dāng)兩個(gè)大小相同的旋渦星系并合時(shí)，天文學(xué)家認(rèn)為產(chǎn)物應(yīng)該是一對(duì)黑洞，外加一個(gè)外表扭曲且具有強(qiáng)烈產(chǎn)星活動(dòng)的星系。一個(gè)眾所周知的例子是NGC 6240中的特大質(zhì)量黑洞對(duì)，它們與地球的距離大約是3.3億光年。
然而NGC 3393是結(jié)構(gòu)清晰的旋渦星系，其中央核球成員主要是年老的恒星。這些特性對(duì)于一個(gè)擁有黑洞對(duì)的星系來說是很不尋常的。相反，NGC 3393可能是已知第一個(gè)大型星系與體積小得多的星系并合的實(shí)例，這一現(xiàn)象被科學(xué)家稱為“小型并合”，會(huì)導(dǎo)致一對(duì)特大質(zhì)量黑洞的形成。實(shí)際上，一些理論認(rèn)為，小型并合應(yīng)該是黑洞對(duì)形成的較普遍途徑，但是優(yōu)良候選對(duì)象很難找到，原因是并合后的星系看起來很正常。
同樣來自CfA的論文合作者Junfeng Wang說：“兩個(gè)星系并合到了一起，除了兩個(gè)黑洞以外，一點(diǎn)先前碰撞的痕跡都沒有留下。如果兩個(gè)星系的大小相差很大，較大的一個(gè)毫發(fā)無損地留了下來是不讓人驚訝的。”
如果這確實(shí)是一次小型并合，在宿主星系碰撞之前，小型星系中的黑洞質(zhì)量應(yīng)該比大型星系中的更小。雖然觀測(cè)確實(shí)表明兩個(gè)黑洞的質(zhì)量都是太陽的100萬倍以上，但是現(xiàn)在還沒有對(duì)兩個(gè)黑洞質(zhì)量的可靠估計(jì)，無法檢驗(yàn)這一理論。假設(shè)發(fā)生的是小型并合，那么黑洞最終將在大約10億年之后彼此并合到一起。
兩個(gè)特大質(zhì)量黑洞都被氣體和塵埃嚴(yán)重遮擋了，這使得它們很難在光學(xué)波段觀測(cè)到。由于X射線能量更高，相應(yīng)光子可以穿透遮掩的物質(zhì)。錢德拉的X射線光譜清晰顯示出了一對(duì)特大質(zhì)量黑洞的存在。
NGC 3393的發(fā)現(xiàn)與另一對(duì)可能的特大質(zhì)量黑洞有些類似，后者是由德克薩斯大學(xué)奧斯汀(Austin)分校的朱莉婭·科默福德(Julia Comerford)使用錢德拉的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)的。兩個(gè)可能由特大質(zhì)量黑洞導(dǎo)致的X射線源位于一個(gè)距離地球大約20億光年的星系中，彼此分離大約6500光年。與NGC 3393類似，它們的宿主星系沒有顯示出擾動(dòng)或者極端產(chǎn)星活動(dòng)的跡象，不過沒有任何一種結(jié)構(gòu)說明該星系存在旋渦特征。另外其中一個(gè)輻射源可以用噴流解釋，這意味著星系中可能只存在一個(gè)特大質(zhì)量黑洞。
論文的合作者、來自CfA以及意大利佛羅倫薩國家天體物理學(xué)研究所的圭多·里薩利蒂(Guido Risaliti)說：“碰撞和并合是星系以及黑洞增長(zhǎng)的最重要途徑。在旋渦星系中找到一對(duì)黑洞對(duì)于我們研究這一過程的發(fā)生來說是重要的線索。”
阿拉巴馬州亨茨維爾(Huntsville)的NASA馬歇爾太空飛行中心為華盛頓的NASA科學(xué)任務(wù)理事會(huì)管理著錢德拉計(jì)劃。史密松天體物理天文臺(tái)在馬薩諸塞州的坎布里奇控制著錢德拉的科研和飛行運(yùn)作。
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