揭開星系合併中的黑洞神秘面紗

揭開星系合併中的黑洞神秘面紗


天文學家普遍認為幾乎所有星系中心都有一個數百萬到數十億倍太陽質量的超大質量黑洞,有些處於未進食的休眠狀態,有一些則大量吞食周邊物質並加熱周圍塵埃放出強烈電磁輻射,因此稱為活躍星系核(active galactic nucleus)。活躍星系核在宇宙中相當普遍,不過你看過多個活躍星系核聚集在一起嗎?

6月28日,美國佐治梅森大學(George Mason University)天文學家萊恩·輝埠(Ryan Pfeifle)在歐洲天文學會年會上展示了一套星系合併的照片,有些成雙、有些成三,而其中所有星系都有活躍星系核。這些照片結合了美國太空總署的廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,簡稱 WISE)、錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)以及歐洲太空總署的XMM-牛頓X射線望遠鏡的數據。

依照目前活躍星系核的理論,當星系中心擁有豐沛物質的時候,該星系中心就會變得相當活躍。至於要如何讓星系中心擁有豐沛物質,星系合併過程就是一個方法。然而,豐沛的物質卻也會擋住活躍星系核所發出的可見光,使得一般可見光望遠鏡難以察覺他們的存在。

但是活躍星系核周圍過於擁擠的環境卻會加熱氣體並放出紅外線,因此Pfeifle團隊利用紅外線波段先初步搜尋過去被遺漏的活躍星系核候選者,然後再利用X射線找到黑洞發出的訊號。透過這樣多波段的相互比對,團隊因此能更加確定X射線究竟是來自一個或是多個來源。

以目前的結果來看,多個活躍星系核在宇宙中仍屬罕見案例,也許是本來就難以觀察,抑或許是多個活躍星系核共存的時間在星系演化過程中只佔相當短暫的一段時間。一般認為在星系的成長過程中,星系合併是很重要的因素,而多活躍星系核案例或許就是星系中心超大質量黑洞合併的前兆。透過了解多活躍星系核案例,我們或許可以更接近星系演化的詳細過程。

【圖:佐治梅森大學;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

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