1.6亿光年外旋涡星系发现超大质量黑洞

这是一张旋涡星系NGC 3393的光学与X波段合成图像。科学家们借助美国宇航局的钱德拉塞卡X射线空间望远镜，首次发现了一对超大质量黑洞隐藏在这个类似银河系的旋涡星系中。这对黑洞距离地球约1.6亿光年，堪称迄今为止发现的距离我们最近的此类天体现象。

这两个黑洞位于旋涡星系NGC 3393的核心地带，仅相距490光年。据科学家的推测，这可能是数十亿年前该星系吞并了一个较小的星系后留下的遗迹。这一发现由哈佛-史密松天体物理中心的佩皮·法比亚诺领导的研究团队所揭示，他们的论文已被本周出版的《自然》杂志在线版收录。

法比亚诺表示：“若非此星系距离我们如此之近，我们绝无可能观察到这一罕见现象。从宇宙的角度来看，这一星系几乎就在我们的眼前，这让我们开始怀疑是否之前错过了许多类似的双黑洞现象。”

通过长时间的观测，钱德拉塞卡望远镜揭示了星系NGC 3393核心位置的秘密——这是一个双黑洞系统。两个黑洞都处于活跃状态，大量气体物质不断落向它们，迅速发热升温，产生强烈的X射线辐射。

在先前的研究中，天文学家早就注意到NGC 3393的核心位置存在一个超大质量黑洞。此次的观测结果让科学家们首次识别出这其实是一对双黑洞。这一发现引起了天文学家的极大兴趣，因为当两个质量大致相等的旋涡星系合并时，理论上应该在核心形成一对超大质量黑洞，同时星系会经历显著的形态变化，漩涡结构消失，并产生大量的恒星新生区域。例如，NGC 6240核心区的超大质量黑洞就是一个广为人知的例子，距离地球大约3.3亿光年。

NGC 3393的情况却有所不同。它是一个结构规则的旋涡星系，其核心区域被大量老年恒星所占据，看不到明显的恒星新生区域。这使得NGC 3393成为了一个特殊的案例——一个较大规模的星系吞并了一个较小质量的星系，并在其核心形成了双黑洞的情形。据推测，这种质量不对称的吞并行为可能是造成星系核心双黑洞现象的主要原因。要证实这一点非常困难，因为这样的案例极为罕见，且拥有双黑洞的旋涡星系在外观上看起来与普通的旋涡星系并无显著区别。

研究参与者之一，同样来自哈佛-史密松天体物理中心的王云峰表示：“除了核心位置的两个黑洞之外，这次星系的合并似乎没有留下任何痕迹。考虑到质量不对称的合并现象，这种情况并不令人意外。”如果这次真的是一次质量不对称合并事件的结果，那么这两个黑洞的质量必然存在显著的差异。虽然目前还没有这两个黑洞具体质量的精确数据，但观测显示它们的质量都超过了百万倍太阳质量。据估计，这两个黑洞将在大约十亿年后合并。由于这两个黑洞隐藏在大量气体和尘埃云之后，难以在光学波段进行观测。幸运的是，X射线的能级更高，能够穿透这些云雾。高度灵敏的钱德拉空间X射线望远镜成功探测到了清晰的双黑洞信号。此次发现与之前茱莉亚·科玛福德借助钱德拉望远镜发现的另一个疑似双黑洞目标存在一些相似之处。当时科玛福德检测到的两个X射线源可能来自同一星系内部两个独立黑洞的辐射，两者相距约6500光年。论文合著者之一基多·瑞萨里提表示：“寻找存在于旋涡星系核心部位双黑洞的证据是了解星系和黑洞成长过程的重要步骤之一。”钱德拉塞卡X射线空间望远镜是威力空前的X射线波段观测设备负责运行和飞行控制工作的是史密松天体物理台而在宇航局马歇尔空间飞行中心负责管理该设备的飞行任务工作基地在亚拉巴马州亨茨维尔市。