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超大质量黑洞在星系合并时被踢出
据国外媒体报道,近期的一项研究显示,引力波的作用可能曾经将一个超大质量黑洞从一个遥远星系的核心踢了出来,在此过程中释放出的能量相当于一亿次超新星爆发事件.科学家们认为这可能是迄今所发现的,存在于星系核区之外的质量最大的黑洞,其质量超过10亿倍太阳质量.天文学家们怀疑这个庞然大物是在两个大型黑洞合并的时候被踢出星系核心的,而这个过程将会释放出能量巨大的引力波信号.
任职于美国空间望远镜研究所和约翰·霍普金斯大学的马克·切亚伯授表示：“当我第一次看到这个结果时,我觉得我们正在目睹某种非常不同寻常的现象.而当我们将来自哈勃空间望远镜、钱德拉塞卡X射线天文台和斯隆数字巡天的相关数据结合在一起进行分析时,所有的数据都指向了同一个结果.我们收集的所有数据从X射线波段到紫外波段,再到近红外波段,这些数据的量远远超过了我们此前所观测过的任何流浪黑洞.哈勃望远镜在可见光和近红外波段的图像展示的是一个明亮的类星体,编号3C186的它位于一个距离地球大约80亿光年远的遥远星系内.但不同寻常的是这个类星体离开星系的核心很远.类星体一般被认为是黑洞所驱动的高能天体现象,一般存在于星系的核心位置.我预想到会看到很多合并中的星系,同时我也预期会在这个类星体的周围看到它的宿主星系.但是对于一个完全偏离星系核心位置的类星体,我是完全没有心理准备的.黑洞通常存在于大型星系的核心,因而由其所驱动的类星体一般也位于星系的核心位置.因此,当我们看到一类星体没有存在于星系核心时,这种情况是比较反常的.”
研究人员计算了这个黑洞到星系核心的距离,方法是将该宿主星系发出的光度分布与普通椭圆星系的光度分布进行对比.分析结果显示,这个黑洞偏离星系核心超过35000光年,这已经超过了太阳到银河系中心的距离.综合哈勃望远镜和斯隆数字巡天望远镜进行的光谱分析和采集的数据,研究组评估了这个黑洞的质量以及气体的运动速度.空间望远镜研究所的研究员贾斯汀·伊莱表示：“出乎我们预料,同时也让我们感到惊喜的是,我们发现围绕这个黑洞周围的气体正在从这个星系的核心离开,速度高达每小时756万千米.按照这样的速度,这个运动速度非常快的黑洞,从地球飞到月球只需要三分钟的时间.”
另外,在哈勃望远镜拍摄的图像中,科学家们还观测到一种非常暗弱的“潮汐尾”模糊特征,这表明该处的引力拖拽作用可能在这个星系异常的位置偏移过程中起到了作用.这些特征是两个相撞星系相互碰撞时,由于引力拖拽作用产生的特殊现象.而研究人员认为,在巨大的引力作用下,3C186系统可能曾经与另外一个系统发生了合并,从而导致位于这两个星系中心的黑洞也随之发生合并.而当这两个巨大的天体迎头相撞时,会产生超强的引力波信号,而这将导致两个靠近中的黑洞发生强烈反弹,使其中一个黑洞被弹射出去.任职于美国空间望远镜研究所和约翰·霍普金斯大学的科林·诺曼表示：“这种情况是否发生取决于黑洞的质量,以及合并发生时两个黑洞的自转轴朝向等各种性质.这也就解释了为何类似的流浪黑洞案例如此少见的原因.当然,另外一种可能性也是存在的,那就是这个明亮的类星体并非存在于星系内部,而实际上是在这个星系的后方,但这种情况的可能性很低.”
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