天文奇觀:20萬光年的「星鏈」

莫心海


【正見網2023年04月15日】

這張哈勃太空望遠鏡照片捕捉到了一個不尋常的光帶,最初被認為是哈勃相機的成像偽影。但後續的光譜觀測表明,它是一條 200,000 光年長的年輕藍色恆星鏈。一個超大質量黑洞位於左下角光帶的一端。圖片來源:NASA/ESA/Pieter van Dokkum/Joseph DePasquale (STScI)
 

據美國國家航空航天局(NASA)網站2023年4月6日報導,哈勃望遠鏡在距離地球60多億光年的太空中發現一條長達20萬光年的光帶,這一發現非常罕見,以至於天文學家最初認為是天文望遠鏡的相機偶然捕捉到宇宙射線。後來光譜分析表明那條光帶是上面的大量新生星體發出的藍光,其亮度達到光帶一端主星系亮度的一半。

關於這個奇異光帶的成因,天文學家推測很可能是罕見的包含三個巨大黑洞星系之間碰撞的結果。

耶魯大學的 皮特.范.多古姆(Pieter van Dokkum) 說:「我們認為我們在黑洞後面看到了尾流,氣體在那裡冷卻並形成恆星。因此,我們正在觀察黑洞後面的恆星形成。我們看到的是後果。就像一艘船後面的尾流,我們看到的是黑洞後面的尾流。」

黑洞位於光帶的一端,光帶一直延伸到另一端的母星系。在光帶的最外端有一個非常明亮的電離氧結。研究人員認為,氣體可能因黑洞運動撞擊而受到衝擊和加熱,或者可能是黑洞周圍吸積盤的輻射所導致。范.多古姆說:「由於黑洞在氣體中移動時產生的超音速、超高速撞擊,它前面的氣體受到了衝擊。但詳情如何還不清楚。」

「這純粹是我們偶然發現的偶然發現,」范多庫姆補充道。他正在附近的矮星系中尋找球狀星團。 「我只是在掃描哈勃圖像,然後我注意到有一條小條紋。我立刻想到,『哦,一條宇宙射線擊中了相機探測器並造成了線性成像偽影。』當我們消除宇宙射線時,我們意識到它仍然存在。它看起來不像我們以前見過的任何東西。」

因為它太奇怪了,van Dokkum 和他的團隊在夏威夷的 W. M. Keck 天文台進行了後續光譜分析。他將星軌描述為「非常驚人,非常非常明亮,非常不尋常」。由此得出的結論是,他正在觀察一個黑洞飛過宿主星系周圍的氣體暈的後果。

這種星火箭很可能是超大質量黑洞多次碰撞的結果。天文學家懷疑前兩個星系可能在 5000 萬年前合併。這在它們的中心匯集了兩個超大質量黑洞。它們像雙星黑洞一樣圍繞著彼此旋轉。

然後另一個星系帶著它自己的超大質量黑洞出現了。三個黑洞混合在一起導致了混亂和不穩定的狀態。其中一個黑洞從其他兩個黑洞那裡奪走了動量,並被拋出了宿主星系。原始雙星可能完好無損,或者是新的闖入者黑洞可能已經取代了原始雙星中的兩個黑洞之一,並踢出了之前的伴星。

逃逸黑洞的速度是如此之快,如果它在我們的太陽系中,它可以在 14 分鐘內從地球飛到月球。這個超大質量黑洞的重量相當於 2000 萬個太陽,留下了前所未見的 20 萬光年長的新生恆星「軌跡」,其直徑是我們銀河系的兩倍。

當單個黑洞朝一個方向起飛時,雙黑洞會朝相反的方向起飛。在宿主星系的另一側可以看到一個特徵,它可能是失控的雙星黑洞。對此的間接證據是,沒有跡象表明星系核心處還存在活躍的黑洞。下一步是用美國國家航空航天局的韋伯太空望遠鏡和錢德拉X射線天文台進行後續觀測,以證實黑洞解釋。

資料來源:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/hubble-sees-possible-runaway-black-hole-creating-a-trail-of-stars

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