天文學家第一次看到矮星系中的黑洞即將發生碰撞
天文學家首次發現了一組具有巨大黑洞的矮星系正在相互碰撞的證據。事實上，他們不僅找到了一組——他們甚至是找到了兩組。
第一組合併的矮星系位於距地球約 7.6 億光年的 Abell 133 星系團中，另一組則是位於距離地球約 32 億光年的 Abell 1758S 星系團中。
希望這些發現和進一步的調查能夠解開早期宇宙的一些秘密——因為在早期宇宙，這些具有黑洞的矮星系碰撞的情況更為普遍。
領導這個項目的阿拉巴馬大學天體物理學家 Marko Micic 說：「天文學家已經在距離我們相對較近的大型星系中發現了許多黑洞碰撞的例子，但在矮星系中尋找黑洞的任務更具挑戰性，直到現在都還沒有成功。」
讓這些觀測具有挑戰性的是，這些星系的體積較小，代表我們更難看到他們所發出或是反射出的光線。這些星系所包含的恆星總質量不到太陽的 30 億倍——而我們的銀河系則擁有相當於大約 600 億個太陽的質量。
為了得到這次的觀測結果，研究人員結合了來自多個望遠鏡所觀測到的數據：錢卓拉X射線天文台 (Chandra X-ray Observatory) 的X射線觀測、廣域紅外線巡天探測衛星 (Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE) 的紅外線觀測、加法夏望遠鏡 (Canada France Hawaii Telescope) 的光學觀測。其中最重要的是X射線的數據，因為它能捕捉到黑洞發出的較大訊號。
看起來 Abell 133 星系團的合併進展的很快，因此它獲得了一個綽號——Mirabilis。Mirabilis 是一種瀕臨絕種的蜂鳥，以非常長的尾巴而聞名，所以這個綽號是天文學家參考了在這個星系團周圍，他們觀測到由碰撞所產生的長尾巴而命名。
至於 Abell 1758S 星系團，由於其矮星系的連接程度不同，得到了兩個綽號： Elstir 和 Vinteuil（以普魯斯特的小說《追憶似水年華》中的藝術家命名）。看起來這些星系和它們的黑洞目前是由恆星和氣體組成的橋樑連接起來的，還沒有合併到同樣的程度。
阿拉巴馬大學的天體物理學家 Olivia Holmes 說：「如果利用這些系統作為早期宇宙的模擬，我們將可以深入研究關於第一個星系、它們的黑洞、以及碰撞引起所形成的天體的問題。」
在數十億年的時間裡，這些相互碰撞的較小星系被認為已經合併成了現在主導宇宙的較大星系（包括銀河系）。研究人員將它們描述為我們的「星系祖先」。
我們甚至可能獲得關於我們自己的星系是如何形成並演化到今天這個階段的線索。我們的銀河系存在各種不一致之處，仍需要進一步研究。
既然天文學家已經注意到了這些雙活動星系核 (dual active galactic nuclei, DAGN) ，隨著我們的望遠鏡和圖像分析技術不斷改進，他們將能夠驗證它們的情況，並收集更多關於它們的細節。
阿拉巴馬大學的天體物理學家 Jimmy Irwin 說：「對這兩個系統的後續觀測將是我們能夠研究星系及其黑洞形成早期非常重要的過程。」
該研究已在 The Astrophysical Journal 上發表，並可在預印本服務器 arXiv 上閱讀。
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資料來源：
- Nield, D., (24 February 2023). For The First Time, Astronomers See Black Holes in Dwarf Galaxies About to Collide. ScienceAlert
- Mićić, M., Holmes, O. J., Wells, B. N., Irwin, J. A., (2023). Two Candidates for Dual AGN in Dwarf-Dwarf Galaxy Mergers. arXiv (arXiv:2211.04609)
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-astronomers-see-black-holes-in-dwarf-galaxies-about-to-collide (NASA/CXC/University of Alabama/M. Micic et al./International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA)
