1.34億光年外星系相撞：黑洞一個活躍一個休眠

去年電影《星際穿越》中主人公被吸入一個黑洞的場景令人印象深刻，而現在我們有了一個有關兩個黑洞的故事。據英國《每日郵報》報道，近日，美國宇航局公佈了該局核分光望遠鏡陣列(NuSTAR)拍攝的一張新的高能X射線波段圖像，展示了宇宙中壯觀的一次星系大碰撞場景。

　位於圖像中右側星系核心的黑洞正處於活躍狀態並大量吞噬周遭氣體物質，而右側星系內部的黑洞則處於休眠狀態

在這張圖像上，兩個星系正發生相撞，它們被一併稱作Arp299，距離地球約1.34億光年。美國宇航局的“核分光望遠鏡陣列”發現位於右側星系核心位置的黑洞正在大量吞噬着周邊的氣體物質，而左側星系核心的黑洞卻正處於休眠和沉寂的狀態。這項研究將有助於天文學家們弄清在星系合併的過程中，黑洞究竟是如何被激活並重新開始大量吞噬物質的，這是理解星系演化過程中的關鍵一環。

NuSTAR拍攝的圖像

有關這項發現的論文將在《天體物理學報》上於今日刊載。這篇論文的第一作者是美國宇航局馬里蘭州戈達德空間飛行中心的安德魯•塔克(Andrew Ptak)。他表示：“當星系相互合併，氣體會被攪動並落向星系核區，引發其核區黑洞的成長以及新恆星的形成。我們想要了解激活黑洞的機制，它如何甦醒過來並開始吞噬周遭物質？”

NuSTAR是首個有能力對Arp299系統進行觀測，並確定其中高能X射線源區的探測器。此前由其他望遠鏡設備進行的觀測，包括美國宇航局的錢德拉X射線空間望遠鏡以及歐空局工作在低能X射線波段的XMM-牛頓空間望遠鏡所開展的觀測工作，已經確認在Arp299的內部存在超大質量黑洞。

NuSTAR拍攝的圖像

然而僅僅依靠這些數據還無法判定分屬這兩個星系的兩個超大質量黑洞是否都正處於活躍併吞噬周遭物質的狀態，也就是所謂“吸積”狀態。而由NuSTAR望遠鏡提供的最新X射線波段數據，疊加由哈勃空間望遠鏡拍攝的可見光波段圖像，可以清楚地判定位於右側星系內的黑洞正處於活躍的吸積狀態。

隨着它大量吞噬周遭氣體物質，靠近其周邊區域的物質被加熱到數百萬攝氏度，形成高温等離子體或“冕”結構，同時發出強烈的高能X射線輻射。然而位於左邊星系核心的黑洞卻仍然處於“沉睡”狀態，或更確切的説是“休眠”狀態，或者也有可能是被太多的氣體和塵埃物質遮擋，以至於它發出的高能X射線無法被NuSTAR設備探測到。

安•霍恩斯切米爾(Ann Hornschemeier)是這項研究的合作者之一，他本週二還在西雅圖舉行的美國天文學會會議上就這一研究成果作了報告。他表示：“正處於合併進程中的兩個星系，其中央黑洞同時處於活躍狀態的幾率很低。但隨着兩個星系的核區距離越來越近，強大的潮汐力會擾動塵埃和氣體物質，到那時候，兩個黑洞就都有可能被激活。”

美國宇航局表示，NuSTAR是研究被塵埃氣體物質遮擋天體的理想工具，就比如這裏的Arp299系統便是很好的例子，因為高能X射線可以穿透濃厚的氣體物質，而低能X射線和可見光則不能。