比三恒星系统更复杂，多黑洞系统新观察

有什么场景能比两个巨大的星系旋转至合并更加壮观？答曰：三个星系的旋转至合并，并且它们的核心都有超大质量的黑洞！

最近，斯坦福大学的阿迪·福特博士(Adiford)领导的一个团队梳理了NASA广域红外勘测项目（WISEMission）和斯隆数字巡天计划(SloanDigitalSkySurvey)的数据，寻找到三个大质量星系合并的例子。在以上数据中，研究人员共找到了七个符合标准的独立系统。

 

从X射线与光学维度展现三个大质量星系合并的例证

Credit:NASA/CSC/UofM/A.Foordetal 

 

这些星系距离太阳系3.7-10亿光年，探测它们的可见光波段显然不是一件容易的事情。如此遥远的距离使得科学家需要另觅它径。

 

就波长而言，X射线是了解黑洞相互作用的最佳工具——它们能够揭示黑洞吸收物质的征象(在这个过程中，吸积盘温度会被加热到数百万度)。因此，科学家用钱德拉X射线望远镜观测这七个系统。

 

具体来说，研究团队期待当前的观测能解决以下三个热点问题：（1）这些星系中是否存在超大质量的黑洞？（2）如果存在，又有多少？（3）这些星系中心的超大质量黑洞是否会合并在一起？

 

仅无规律的三体运动就迫使三体人远走他乡，试想无规律的三黑洞系统又会是怎样？

Credit：网络

 

一直以来，天文学家对超大质量黑洞合并有着浓厚的兴趣。到目前为止，人类还未能直接目睹这种情况。

 

一些推测则认为：两个超大质量黑洞不可能靠得足够近，从而有效合并。如果超大黑洞真的发生合并，学者们迫切关注的问题是：合并过程是否会发射引力波，就像不久前LIGO系统首次探测到的恒星大小的黑洞一样。

 

LIGO系统俯视图，以首次观测到引力波现象而享有盛誉

Credit：网络

 

有可能它们根本没有合并在一起，即使合并了也不会产生引力波。正如论文作者、尤里卡科学公司的迈克尔·科斯（MichaelKoss）所言：“在这种‘噩梦般的场景’中，像LIGO这样的引力波探测器将永远无法研究两个特大质量黑洞的合并。

 

围绕这些巨大天体合并的理论，如果一个系统中只有两个大质量天体，它们可能无法足够接近彼此进而合并。然而，在系统中加入第三个大质量天体——第三个星系中心的黑洞，无疑让系统变得极不稳定，允许两个或两个以上的黑洞合并，最终形成一个超大质量的“三体问题”。

 

从X射线与光学维度可以看出：这是一个标准的三独立超大质量黑洞系统

Credit：NASA/CXC/GeorgeMasonUniv/R.Pfeifleetall

 

研究人员发现的三星系合并情况多种多样，从标准的拥有三个独立超大质量黑洞的系统到没有发射X射线的系统。其它的还包括：两个正在成长的超大质量黑洞；一个拥有单一超大质量黑洞的系统。

 

尽管目前尚不清楚这一发现对于理解星系在此极端环境下（指三个超大质量黑洞的合并）的成长与演化中意味着什么。但随着我们收集和分析更多相关数据，一定会有突破性的新发现！

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