當星系與星系發生碰撞時,星系中央的黑洞也會發生碰撞。美國天文學家最近發現三個星系與其中央的黑洞正在發生罕見的碰撞。他們相信,這樣的碰撞將會導致一個超級黑洞的形成。

藉由美國太空總署(NASA)的錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)等大型望遠鏡,維珍尼亞州喬治梅森大學(George Mason University)的天文學家菲弗(Ryan Pfeifle)與其研究團隊捕捉到這三個黑洞相撞的過程。

菲弗表示,他們原本只是在尋找一些黑洞,卻偶然發現這個驚人的三星系系統。「對於這樣一個積極餵食超級黑洞的三星系系統而言,這是迄今發現最強而有力的證據。」

這個系統被命名為SDSS J084905.51+111447.2(簡稱SDSS J0849+1114),距離地球10億光年之遙。

SDSS J084905.51+111447.2系統的三個黑洞正在發生碰撞。(NASA)
SDSS J084905.51+111447.2系統的三個黑洞正在發生碰撞。(NASA)

黑洞通常會被氣體和塵埃雲遮蔽,難以通過光學望遠鏡來觀測。但NASA的望遠鏡可以藉由不同波長來觀測天體,例如:紅外線和X射線,所以天文學家得以穿越塵埃辨識出SDSS J0849+1114內的黑洞。

菲弗說,藉由這些大型望遠鏡,他們找到一種辨識三個黑洞的新方法。他們希望利用這種方法找到更多的三星系系統。

天文學家指出,三個黑洞的碰撞,其行為與兩個黑洞的碰撞不同。三個黑洞的合併會發生得比兩個黑洞的相撞還快。這主要是因為第三個黑洞可以提供額外的重力來拉動另外兩個黑洞。

電腦模擬結果顯示,在發生碰撞的成對黑洞中,16%會在兩者合併之前與第三個黑洞發生互動。而這樣的合併會產生時空的漣漪,名為重力波(gravitational wave)。

這項研究的報告撰寫人之一、同樣來自喬治梅森大學的天文學家薩特雅帕(Shobita Satyapal)說:「雙重和三重黑洞極其罕見,但這樣的系統確實是星系合併的自然結果,我們認為這是星系成長和演化的方式。」

上述研究成果發表於《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)上。#