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引力波踢出星系中心黑洞

2017-04-03   标签:引力波 黑洞    来源:phys.org
一个超级黑洞被自身形成过程中产生的引力波弹出了星系核心。
Gravitational wave kicks monster black hole out of galactic core

天文学家们发现了一个位于遥远星系边上的特大质量的黑洞,它可能是被引力波的怪力赶出星系核心的。该发现发表在3月30日的天文学与天文物理杂志上。

虽然其他地方还有几个疑似被踢出星系的黑洞,但至今尚未得到确认。天文学家认为这个由NASA的哈勃太空望远镜检测到的目标是一个十分有力的案例。这个凶猛的黑洞重量超过十亿个太阳,是所有检测到被踢出星系核心的黑洞中最重的。

引力波踢出星系中心黑洞
3C 186星系距地球约80亿光年,极可能是由两个星系合并形成的,详见后文

研究者估计,要抛飞这个黑洞需要相当于一亿个超新星同时爆发的能量。最可能的解释是两个重型黑洞合并产生的引力波把这个怪兽黑洞从星系中心踢出去了。

阿尔伯特·爱因斯坦首先预言了引力波的存在。引力波是宇宙空间中的波纹,在两个大质量物体相撞的时候产生。它与石块扔进水塘产生的同心圆水纹相似。去年,激光干涉引力波天文台(LIGO)检测到两个数倍于太阳质量的黑洞合并产生的引力波,证实了引力波的存在。

哈勃对这个黑洞的观测震惊了整个研究团队。空间望远镜科学研究所(STScI)和马里兰巴尔的摩约翰霍普金斯大学联合团队领导Marco Chiaberge说:“当我第一次看到这个的时候,我认为我们看到了十分罕见的现象。当我们结合哈勃望远镜、钱德拉X射线天文台以及斯隆数字巡天的观测时,发现所有观测均表明相同的情形。我们收集到的数据总量,包括x射线、紫外线以及近红外线等,绝对比其他候选黑洞多。”

哈勃拍摄的可见光图像和近红外图像首先就让人感到这个星系不同寻常。图像显示了一个远离星系核心的明亮的类星体,这表明黑洞充满活力。黑洞无法被直接观测,但它们是类星体中心的能量来源——强烈紧凑的辐射,闪耀整个星系。这个类星体名为3C 186,其宿主星系位于80亿光年之外的星系团。研究团队在利用哈勃望远镜观测遥远星系合并发射出的强力辐射爆发时发现了该星系的奇异特性。
Chiaberge回忆道:“我那时正在期待看到许多正在融合的星系,看到类星体周围凌乱的宿主星系,但我万万没料到看到的是明显远离匀称星系的核心的类星体。通常黑洞都在星系的核心,因此看到类星体不在中心很不寻常。”


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