宇宙重量级人物在稀有遭遇中面临挑战：三对合并的超大质量黑洞

时间：2021-10-10 19:52:10 来源：

SDSS J141637.44 + 003352.2，一个双类星体，它的距离是46亿年前发出的到达我们的光。这两个类星体在天空上相距13,000光年，将它们放置在单个大星系的中心附近，单个大星系看起来像是一个星系的一部分，如左侧面板中的相邻星系所示。在下部面板中，光谱学揭示了与两个类星体中的每一个相关的宽发射线，表明气体在两个不同的超大质量黑洞附近以每秒数千公里的速度运动。这两个类星体的颜色不同，这是因为它们前面的灰尘含量不同。

在两个合并的星系之间进行宇宙舞蹈，每个星系都包含一个超大质量的黑洞，该黑洞迅速吞噬了如此多的物质，从而产生了被称为类星体的现象，这是罕见的发现。

天文学家使用夏威夷的三个毛努阿基亚天文台-Subaru Telescope，W。M. Keck天文台和Gemini天文台发现了几对这样的合并星系或发光的“双重”类星体。这些双重类星体是如此罕见，由东京大学卡夫里宇宙物理与数学研究所领导的研究小组估计，只有0.3％的已知类星体有两个超大质量黑洞，它们相互碰撞。。

该研究今天发表在2020年8月26日的《天体物理学杂志》上。

sdss j0847-0013，是三个毛努阿基亚天文台发现的三个罕见的双重类星体之一。

“尽管它们非常稀有，但它们代表了星系演化的重要阶段，中央巨人被唤醒，获得了质量，并有可能影响其宿主星系的生长，”美国加利福尼亚大学的研究生Shenli Tang说。东京，该研究的合著者。

类星体是宇宙中已知的最发光，最有活力的物体之一，由超大质量的黑洞提供动力，黑洞的质量比太阳大数百万到十亿倍。当物质绕着银河系中心的黑洞旋转时，它被加热到高温，释放出太多的光，类星体可以胜过它的主星系。这使得难以合并具有类星体活动的一对星系。很难将光与两个类星体分开，因为它们彼此非常接近。同样，观察天空足够大的区域以捕获足够数量的这些罕见事件也是一个挑战。

为了克服这些障碍，该团队利用斯巴鲁望远镜上的超级Suprime-Cam（HSC）摄像机对天空进行了灵敏的宽视调查。

“为了使我们的工作更加轻松，我们首先从Sloan数字天空调查中使用HSC成像技术查看了34,476个已知类星体，以识别那些具有两个（或多个）不同中心的类星体，”卡夫里物理研究所的主要作者John Silverman说。和宇宙数学。“老实说，我们并没有开始寻找双重类星体。我们开始查看这些发光类星体的图像，以确定当他们开始在中心看到有两个光源的情况时，它们更喜欢居住在哪种类型的星系中，而我们只期望一个。

该小组确定了421个有前途的案例。但是，仍然有很多机会不是真正的双重类星体，而是我们银河系中诸如星光之类的机会投射。要进行确认，需要对候选人的光线进行详细分析，以寻找两个不同类星体的确定标志。

Silverman和他的团队使用Keck天文台的低分辨率成像光谱仪（LRIS）和Gemini天文台的近红外积分场光谱仪，确定了三个双重类星体，其中两个以前是未知的。在超大质量黑洞的影响下，该对中的每个物体都表现出气体以每秒数千公里的速度运动的特征。

新发现的双类星体展示了广域成像与高分辨率光谱观测相结合的希望，以揭示这些难以捉摸的物体，这对于更好地了解星系及其超大质量黑洞的生长至关重要。

参考：John D. Silverman，Shenru Tang，Khee-Gan Lee，Tilman Hartwig，Andy Goulding，Michael A. Strauss，Malte Schramm，Ding Xuheng，“超级Suprime-Cam斯巴鲁战略计划揭示的紧密分离的双超大质量黑洞”， Rogemar A.Riffel，藤本诚司，千木希影，今治正俊，岩泽和志，克努德·詹克，伊沙加约，信川信长，川口俊宏，小田晃太郎，文涛罗，松冈佳树，松田雄一，长尾大雄夫，Masamune 2020年8月26日，大野正草，大内正美，岛作一广，作草一惠，秀原秀，铃木直树，谷口义明，鸟羽佳树，上田佳广和靖田直树.DOI：
10.3847 / 1538-4357 / aba4a3

关于LRIS

低分辨率成像光谱仪（LRIS）是由Bev Oke教授和Judy Cohen教授领导的团队于1993年在加利福尼亚理工学院建造的一款用途广泛且超灵敏的可见光波长成像仪和光谱仪。从那时起，它经历了两次重大升级以进一步增强其功能：添加了第二个蓝臂，针对较短的光波长进行了优化，并安装了对最长（红色）波长更敏感的检测器。每个支臂都针对其覆盖的波长进行了优化。这种大范围的波长覆盖范围与仪器的高灵敏度相结合，可以研究从彗星（在光谱的紫外线部分具有令人感兴趣的特征）到来自蓝色的蓝光的所有事物。 LRIS还可以同时记录多达50个物体的光谱，这对研究最遥远，最早的宇宙中的星系团特别有用。LRIS被天文学家用来观测遥远的超新星，他们因研究确定宇宙加速发展而获得了2011年诺贝尔物理学奖。