一群美国天文学家已经证明,天文台的档案文件是一座金矿。夏威夷的双子座北望远镜对椭圆星系B2 0402+379的核心进行了观测,发现了足够的信息来“称量”位于那里的一对超大质量黑洞。它们的总质量被证明是历史上观测的记录 - 它们重达280亿个太阳。
超大质量黑洞双星系统的艺术表现。图片来源:NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva/M. Zamani
星系B2 0402+379,也被称为射电星系4C+37.11,距离我们7.5亿光年。它是留在前星系团遗址上的“化石”物体。这个星系很可能是在星系团中其他星系合并的几个阶段之后出现的,这也解释了在这个过程中超大质量黑洞的形成。
关于B2 0402+379核心恒星的档案数据提供了隐藏在那里的质量的行为图片,这是一对相互环绕的超大质量黑洞。一个精心挑选的模型使得计算这些物体的总质量成为可能,结果证明这是黑白带二元系统的记录 - 280亿太阳质量。天文学家以前从未见过这样的事情。
但惊喜并没有就此结束。根据位于古代星系团残骸中心的超大质量黑洞和恒星的双星系统的参数,可以假设这对星系在距离仅为24光年(约30亿年)的距离内相互绕行。通常,双黑洞系统通过合并并在银河系中心形成一个超大质量黑洞来结束它们的舞蹈。在这种情况下,它没有发生,正如科学家所怀疑的那样,它可能永远不会发生——他们的“舞蹈”可能会变成永恒的!
根据理论、模型和观测,双星系统中的黑洞(当两个星系合并时发生)由于动态摩擦以及与周围物质和恒星的相互作用而失去能量(角动量),它们会聚并合并成一个物体。
在B2 0402+379中观测到的一对黑点被证明是如此之大,以至于它有望成为这一规则的例外。首先,它从周围空间中拾取或移走了所有物质。这使得黑洞能够保留其角动量的很大一部分,并且几乎永远不会在轨道运动中减速。其次,每一对黑斑都是如此之大,以至于由于引力波的发射而产生的能量损失对它们来说非常非常小。似乎系统已经变得尽可能稳定。
科学家们将继续观察B2 0402+379,希望能够探测到物质以及黑洞与它的相互作用。这将允许更准确地理解二进制系统中正在进行的和可能的过程。最后,这是一个学习关于黑洞和星系演化的新奇和不寻常的机会,这很有价值。
发现一对最大黑洞,就是砖家嘴里