一樁星系碰撞事件牽涉三個黑洞

一樁星系碰撞事件牽涉三個黑洞


天文學家利用錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)和其它望遠鏡,發現一個星系碰撞事件,但其中卻極罕見地牽涉三個超大質量黑洞(supermassive black hole),證明這樣的碰撞事件對於超大質量黑洞的成長至關重要。這個系統編號為SDSS J084905.51+111447.2(簡寫為SDSS J0849+1114),位在巨蟹座方向,距離地球約十億光年,以宇宙尺度而言,並不算太遠。SDSS J0849+1114是第一批由參與宇宙動物園計畫(Galaxy Zoo Project)的市民科學家標示的超大質量黑洞碰撞系統。

上圖中,來自錢德拉X射線天文台資料以紫色呈現,而紅色、綠色與藍色則標示著哈勃太空望遠鏡和史隆數碼巡天(Sloan Digital Sky Survey)的可見光資料。從紫色的資料,明顯可見有三個獨立X射線源,應是三個星系核心處的超大質量黑洞;三個星系間的距離在約一萬到三萬光年遠。此外,錢德拉X射線天文台和美國太空總署的核光譜望遠鏡陣列衛星(Nuclear Spectroscopic Telescope Array)也在其中一個黑洞周圍發現有大量氣體塵埃,這是典型的超大質量黑洞合併特徵。

此外,來自廣域紅外線巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer)的紅外影像資料顯示這個合併系統在紅外波段非常明亮,表示其中一個以上的超大質量黑洞吞噬物質的速度非常快。為了解析其中隱藏的線索,天文學家動用了錢德拉X射線天文台和位在美國亞利桑那州的大雙筒望遠鏡(Large Binocular Telescope)進行相關觀測,這是因為:不易發現三個超大質量黑洞參與的合併事件的其中一個原因,可能是因為它們大量吞噬氣體和塵埃,因而遮蔽了黑洞周邊的光。廣域紅外線巡天探測衛星的紅外影像,還有來自大雙筒望遠鏡的紅外光譜和錢德拉X射線天文台的X射線影像,則不受氣體塵埃影響,可以直擊可見光被屏蔽處的狀況。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁;新聞訊息由林景明提供】

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