臺北市立天文科學教育館

當星系發生碰撞與合併時，位於其中心的超大質量黑洞也最終會合併為一個更大的黑洞。幾乎每個星系的中心都擁有一個超大質量黑洞。最近，哈伯太空望遠鏡與錢卓拉X射線天文臺在一對正在合併的星系中心發現了一對相互環繞的超大質量黑洞。這兩個黑洞相距約300光年，預計約在1億年後合併。這是迄今為止在可見光與X射線波段中觀測到的最近距離的雙超大質量黑洞。它們位於編號為MCG-03-34-64的星系對中心，距地球約8億光年。由於黑洞吸收了周圍大量的氣體及塵埃，吸積作用使得該星系核心亮度大增，成為活躍星系核（AGN）。雖然過去已發現數十對雙黑洞，但它們之間的距離比這次發現的要遠得多。這一發現已發表於《天體物理學期刊》（Falcão et al. 2024）。

圖說：這幅藝術家描繪的圖像中展示了兩個正在合併的星系中心的活躍黑洞。Credits: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

這項發現的契機來自於哈伯太空望遠鏡偶然觀察到的「異常」光學繞射尖刺，顯示在極小範圍內集中了大量發光的氧原子。研究團隊認為這種現象在星系影像中並不常見，暗示該星系內可能正在發生其他事件。隨後，團隊利用錢卓拉X射線天文臺進行更深入的分析，在X射線波段觀測MCG-03-34-64時，發現了兩個彼此分離的高能輻射源，與哈伯觀測到的亮點位置一致。此外，團隊還引用了位於美國新墨西哥州的甚大電波望遠鏡陣列（VLA）的過去數據，發現這對黑洞也發出了強烈的電波。最終，研究團隊得出結論，這是兩個相互接近的黑洞。這類雙星系在宇宙早期較為常見，當時星系合併的頻率更高。這一次發現提供了一個近距離觀察這一現象的機會。（編譯 / 段皓元）

資料來源：HST