天文學家發現巨型黑洞引起的四個巨大氣泡

RBS 797是一個星系團,距離地球約39億光年。利用錢德拉X射線天文台,天文學家在RBS 797星系團的中心發現了四個巨大的空洞或氣泡。包裹各個星系的熱氣在光學光線下是看不見的,但錢德拉在X射線下可以探測到。

天文學家發現巨型黑洞引起的四個巨大氣泡

科學家們以前在其他星系團中看到過許多對X射線空洞,但在同一個星系團中出現四對空洞是非常罕見的。研究人員認為這四對空洞代表了星系團中心一對超大質量黑洞基本上同時進行的爆炸活動。這組不尋常的特徵可能是由兩個超大質量黑洞的噴發造成的,它們緊密地圍繞着對方。

天文學家發現巨型黑洞引起的四個巨大氣泡

星系團是宇宙中最大的結構,由引力固定在一起。它們是由數百甚至數千個單獨的星系、大量的熱氣和看不見的暗物質組成的。瀰漫在星系團中的熱氣所包含的質量比星系本身要大得多,並在錢德拉探測到的X射線中發出耀眼的光芒。一個巨大的星系通常被發現在一個星團的中心。

這些類型的空洞以前曾在其他星系團中出現過。科學家們認為它們是大質量中央星系中間的超大質量黑洞附近區域噴發的結果。當物質以對立方向的噴流形式飛離黑洞時,它在熱氣體中吹出了空洞。天文學家之前在RBS 797中觀察到了東西方向的一對空洞,但是南北方向的一對空洞只在新的、時間更長的錢德拉觀測中被發現。

天文學家們使用了近5天的錢德拉觀測時間,美國國家科學基金會的Karl G. Jansky超大型陣列望遠鏡已經觀察到了兩對噴流的證據,它們與空洞一致。這四組空穴是如何產生的?最可能的答案是RBS 797包含一對超大質量黑洞,它們幾乎在同一時間向垂直方向噴發了氣體。

事實上,此前歐洲VLBI網絡(EVN)的一次射電觀測發現了RBS 797中兩個僅相隔約250光年的射電點源。如果這兩個源都是超大質量黑洞,那麼它們是迄今為止探測到的最接近的一對。這兩個黑洞應該繼續向對方螺旋上升,產生大量的引力波,並最終合併。對於在RBS 797中看到的四個空洞,還有一種可能的解釋。這種情況只涉及到一個超大質量黑洞,它的噴流以某種方式設法相當快地翻轉方向。對錢德拉數據的分析表明,東西向和南北向空洞的年齡差異不到1000萬年。

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