在碰撞产生的“化石星系”中发现的两个超大质量黑洞质量如此之大，以至于它们拒绝碰撞和合并。 这一发现可以解释为什么虽然理论上预测了超大质量黑洞合并，但从未在过程中观察到它们。
这 超大质量黑洞 系统位于 椭圆星系 B2 0402+379。 两个黑洞的总质量为 28 十亿 比的大几倍 太阳，使其成为有史以来最大的黑洞双星。 不仅如此，该系统的双星组成部分是超大质量黑洞对中距离最近的，仅相距 24 光年。
这是唯一的 超大质量黑洞双星 这个问题已经得到足够详细的解决，可以分别看到这两个物体。 奇怪的是，虽然这两颗天体距离很近，表明它们应该碰撞并合并，但它们似乎已经被锁定在彼此周围的同一个轨道舞蹈中超过 30 亿年。
在夏威夷双子座北望远镜收集的数据中发现该双星的团队认为，超大质量黑洞因其巨大的质量而无法合并。
该团队成员、斯坦福大学物理学教授罗杰·罗马尼 (Roger Romani) 在一份报告中表示：“通常情况下，拥有较轻黑洞对的星系似乎有足够的恒星和质量，可以将两者快速聚集在一起。” 陈述。 “由于这对星体质量如此之大，因此需要大量的恒星和气体才能完成这项工作。但是双星系统已经彻底清除了中央星系中的此类物质，使其陷入停滞状态。”
超大质量黑洞夫妇只是不兼容……但
B2 0402+379 是一个“化石星团”，代表着整个星系团的价值 星星 和气体合并成一个巨大的星系。 位于其中心的两个超大质量黑洞的巨大质量表明，当星团中的多个星系相遇并合并在一起时，较小黑洞之间的一系列合并创造了它们。
科学家认为，在大多数（如果不是全部）的核心， 星系 是一个超大质量黑洞，质量相当于数百万或数十亿个太阳。 没有任何一颗恒星能够坍缩产生如此巨大的黑洞，因此人们相信超大质量黑洞是通过不断变大的黑洞之间的合并链而诞生的。
当星系本身碰撞并合并时，科学家们推测它们中心的超大质量黑洞会一起移动，形成双星对。 当它们相互绕行时，这些黑洞会在时空中发出涟漪，称为 引力波 它们将角动量带离双星，导致黑洞的轨道更加紧密地结合在一起。
最终，当黑洞靠得足够近时，它们的引力就会起作用，黑洞就会发生碰撞并合并，就像碰撞产生黑洞一样。 问题是，一些超大质量黑洞是否会如此巨大，导致碰撞陷入停滞？
为了更好地了解这个黑洞重量级系统，研究小组求助于双子座北站的双子座多目标摄谱仪（GSO）收集的档案数据。 这使他们能够确定两个超大质量黑洞附近恒星的速度，进而确定这些黑洞的总质量。
罗马尼补充道：“GMOS 出色的灵敏度使我们能够绘制出当我们靠近银河系中心时恒星速度增加的情况。” “这样，我们就能够推断出那里黑洞的总质量”。
陷入停滞的合并
该系统的两个黑洞的质量是如此之大，以至于研究小组认为它们周围需要大量的恒星才能使超大质量黑洞靠得很近。 然而，当这种情况发生时，从双星系统中浸出的能量已经将物质从它们附近抛离了。
这使得 B2 0402+379 的中心失去了距离双星足够近的恒星和气体，无法从中吸取能量。 结果，当这两个超大质量黑洞接近合并前的最后阶段时，它们相互接近的进程陷入停滞。
该团队的研究结果为星系合并后超大质量黑洞双星的形成提供了重要背景，但也支持了这样的观点，即此类双星的质量对于阻止黑洞的追随是不可或缺的。
该团队目前不确定这个有史以来检测到的最重双星中的两个超大质量黑洞是否会克服这一暂停并最终合并，或者是否会永久锁定在合并边缘。
研究主要作者、斯坦福大学本科生 Tirth Surti 表示：“我们期待对 B2 0402+379 的核心进行后续调查，了解其中存在多少气体。” “这应该让我们更深入地了解超大质量黑洞最终是否可以合并，或者它们是否会作为双星陷入困境。”
停止这种超大质量对峙的一种方法是，如果另一个星系与 B2 0402+379 合并，从而将更多的恒星、气体和另一个超大质量黑洞抛入混合物中，并破坏这种微妙的平衡。 B2 0402+379 是一个事实 化石星系 然而，数十亿年未受干扰的情况使得这种情况成为可能。
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这项研究确实确定的一件事是，双子座北望远镜等望远镜的档案数据对天文学家来说是多么有用，该望远镜与位于智利安第斯山脉一座山上的双子座南望远镜配对，组成了国际双子座天文台。
“为国际双子座天文台服务的数据档案蕴藏着一座尚未开发的科学发现的金矿，”国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁·斯蒂尔说。 “对这个极端超大质量双黑洞的质量测量是一个令人敬畏的例子，说明了探索这一丰富档案的新研究的潜在影响。”
该团队的研究发表于 天体物理学杂志。
2024-03-01 23:00:28
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