X射线观测证实了遥远星系中超大质量黑洞即将合并

星系 J1430 + 2303 的活动中心表现异常:这可能表明其中将很快发生一个独特的事件——一对超大质量黑洞的合并。

合并前夕一对超大质量黑洞的计算机模拟

星系SDSS J1430+2303位于约 11 亿光年远的牧夫座,质量约为 1500 亿个太阳。来自它的辐射以相当规律的周期性振荡,并且这些振荡的频率随着时间的推移而增加。这表明,在银河系的活跃中心并没有一个超大质量黑洞,而是同时存在一对这样的物体,它们沿着越来越短的螺旋线接近,并即将合并成一场巨大的灾难。

天文学家估计,这些黑洞的总质量约为 2 亿个太阳质量,合并最早可能在三年(地球)年发生。但是,目前还没有 100% 的确定性。来自遥远星系的信号难以接收,更难以正确解释。我们对活跃中心发生的事情知之甚少,很可能这些振荡与 J1430+2303 这个极端区域的一些其他过程有关。

因此,中国科学家利用 XMM-Newton、NuSTAR、Chandra 和 Swift 太空望远镜 200 天的观测数据,对银河系的 X 射线发射进行了新的分析。这些数据证实了从 J1430+2303 中心发出的 X 射线发射的振荡,它在几天的范围内变化了好几次。围绕事件中心的物质表现出速度的快速变化。这张照片与未来合并的假设是一致的,尽管还没有明确的证据。Ning Jiang 和他的同事在一篇文章中写到了这一点,该文章已被《天文学与天体物理学》杂志接受发表,并且已经在arXiv预印本库中可用。

黑洞合并是我们宇宙中最强大的过程之一。它们会产生引力波,即“时空涟漪”,近年来已经能够探测到地面仪器,例如 LIGO 和 Virgo 天文台。自2015 年以来,已经记录了几起此类事件,但它们都发生在恒星质量空洞中。超大质量黑洞合并会产生更长的引力波,超出现有探测器的可用范围。

不可能在如此短的时间内为 J1430+2303 星系的未来事件做好充分准备并启动新的引力波观测站。如果合并确实发生,则必须使用传统仪器(在不同范围内工作的望远镜)进行观察。然而,这样的工作可以揭示有关事件本身及其参与者的许多有趣的细节。人们认为,合并是使超大质量空洞获得数百万和数十亿太阳质量的关键机制。

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页面更新:2024-03-19

标签:星系   射线   黑洞   质量   范围内   银河系   引力   遥远   发生   事件   中心

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