天文學家發現：最近距離雙超大質量黑洞

天文學家利用錢卓X射線觀測衛星，在一個與銀河系類似的螺旋星系NGC 3393中觀測到一對超大質量黑洞，由於這個星系距離地球僅約1億6000萬光年，使它們成為迄今距離最近的雙超大質量黑洞，碰撞合併是星系和黑洞成長最重要的途徑之一，在螺旋星系中發現雙黑洞，讓天文學家瞭解星系碰撞合併如何發生的重要線索。

NGC 3393位在長蛇座方向;星系裡的這對黑洞彼此相距約490光年，天文學家推測很可能是因兩個大小不等的星系在約10億年以前星系合併後的殘骸。哈佛史密松恩天文物理中心Pepi Fabbiano表示，要不是這個星系離我這麼近，以現代的技術而言，根本沒機會將這對黑洞分辨開來;但也正因如此，讓天文學家們好奇我們究竟錯失了有多少這樣的超大質量黑洞對。Fabbiano等人的論文發表在自然期刊電子版中。

先前其他以X射線和其他波段進行的NGC 3393研究，都指出這個星系中心應是單一的超大質量黑洞。但是經過錢卓長時間曝光觀測後，Fabbiano等人才赫然發現有一對分開的超大質量黑洞，且兩個黑洞都相當活躍的壯大中，大量氣體落往黑洞而愈變愈熱，因而產生大量X射線輻射。

天文學家認為，通常一對質量相當的螺旋星系合併時，才會形成雙黑洞景觀，星系外型也支離破碎，並引發劇烈的恆星誕生。有名的例子之一就是離地球約3億3000萬年遠的NGC 6240，這個星系中就擁有一對雙黑洞。然而，NGC 3393已經是個進入狀況、秩序井然的螺旋星系，在星系中間的核球(bulge)主要被年老恆星佔據—這些看似平常的特徵，對擁有雙黑洞的星系而言，反倒是不尋常的狀況。

NGC 3393是第一個已知由大星系和小得多的星系合併之後，還保有一對超大質量黑洞的例子。天文學家們稱這種大小不均等的合併現象為「次要合併(minor merger)」。事實上，有些理論認為次要合併應該是雙超大質量黑洞最普遍的形成塬因，但由於兩星系「實力」相差太多，較大的星系鮮少受到影響，使得合併後的星系看起來和一般典型星系差不多，少了可供考證的合併跡象，因此很難發掘出這類天體做為佐證。

如果NGC 3393是次要合併事件，再合併發生之前，較小星系的超大質量黑洞的質量也應該比較小。雖然觀測資料的確顯示兩黑洞的質量都超過100萬倍太陽質量，但經精確估計這對黑洞的質量後，卻無法證實前述觀點。假設NGC 3393的確曾發生次要合併，那麼這對黑洞最終將在約10億年之後合併在一起。

這兩個黑洞都被大量塵埃和氣體緊緊包圍，在可見光波段不易觀察到。由於X射線能量相當高，可以穿透這些障礙，而看到兩個黑洞個別的訊號。美國德州大學Julia Comerford近期也利用錢卓發現和NGC 3393類似的雙黑洞，這個星系距離地球約20億光年，兩黑洞間彼此相距約6500光年。和NGC 3393一樣，這個星系也沒有因合併而形成的擾動或劇烈恆星形成等現象;然而與NGC 3393不同的是，這個星系並沒有螺旋特徵，而且其中一個X射線源或許可用噴流來解釋而不必是超大質量黑洞，因此Comerford無法確定這個星系裡究竟是一個還是兩個黑洞。