一次古老的合併使銀河系的超大質量黑洞陷入旋轉
這事件將釋放出史詩般的引力波,遺憾的是我們無法測量——甚至當時太陽也不存在。
我們銀河系中心的巨型黑洞有一個意想不到的旋轉,這很可能是與另一個大型黑洞合併的結果。合併幾乎肯定是發生在被銀河系吞沒的星系中心的較小但技術上仍然是超大質量的黑洞。
事件視界望遠鏡,以及我們銀河系的後續,引發了極大的興奮。兩位天文學家認為他們在後面的圖像中註意到了其他人錯過的一些東西。他們得出的結論是,相對於其年齡和大小的天體來說,人馬座 A* 的旋轉速度快得驚人。此外,它的旋轉方向與整個銀河系的旋轉方向並不如預期的那樣。
內華達大學拉斯維加斯分校的王一涵博士和張兵教授認為,這些特徵代表了與同等大小的黑洞發生重大合併的遺產。
關於超大質量黑洞(SMBH)的起源仍有爭議,超大質量黑洞位於大多數(如果不是全部)中型或大型星系的中心。然而,一旦它們出現,就會經過兩個過程,使其增長到數億或數億。質量是太陽的幾倍。其中之一是吸積,氣體螺旋進入超大黑洞,形成一個在此過程中。
第二個過程是透過與其他黑洞的合併。由於超大質量黑洞比恆星黑洞罕見得多,而且它們的合併也更加罕見,因此我們尚未偵測到此類巨大事件產生的重力波。然而,有很多理由相信它會發生:我們看到,以及在銀河系中。當這種情況發生時,預計黑洞最初會。然而,最終,這樣的軌道將會衰變,合併將產生更大質量的東西。
關於吸積和合併的相對重要性仍有爭議,「分層黑洞合併理論」主張後者的重要性。
現在看來我們已經掌握了離家很近的證據(以宇宙標準)。
當恆星合併時,較小物體提供的角動量會導致產物加速。對某些人來說,這被認為是最有可能的解釋,天文學家已經能夠計算出相關物體的可能特徵。對 SMBH 來說,發生相同的過程是有意義的,但對我們只對一個物件進行取證比較困難而不是直接看到。
儘管如此,王和張懷疑合併發生在 90 億年前,當時銀河系與銀河系合併。兩個SMBH的質量比為4:1。
如果蓋亞-恩克拉多斯從大約銀河系平面的方向接近,人馬座 A* 會快速旋轉,但目前還沒有明確的原因。然而,黑洞旋轉方向與銀河系旋轉軸之間明顯陡峭的角度更值得懷疑。他們對不同的場景進行了建模,發現即將到來的蓋亞-土衛二 SMBH 和人馬座 A* 之前的旋轉之間僅存在 145-180° 的傾斜角,這解釋了我們所知道的情況。他們認為,有些吸積模型可以解釋自轉速率,但不能解釋角度,而有些模型可以解釋角度,但不能解釋速率。
我們可以透過SMBH影響自旋的方式來檢測它的自旋,我們預計它們通常會在整個銀河系平面上旋轉,並形成在一起。它類似於這樣的方式當包括我們的太陽在內的恆星旋轉時,赤道大致與行星的軌道對齊。
王在一份報告中說:“這一發現為我們理解超大質量黑洞如何生長和演化鋪平了道路。”陳述。 “人馬座 A* 錯位的高自旋表明它可能已與另一個黑洞合併,從而極大地改變了其自旋的幅度和方向。”
張說:“這一事件不僅提供了分級黑洞合併理論的證據,而且還為我們銀河系的動態歷史提供了見解。”
計劃在太空中安裝更先進的重力波探測器,原因之一是探測與事件發生時間相似的超大質量黑洞合併。這種波因時空擺動太大而被削弱,無法被現有系統接收。王和張認為他們所描述的合併是一個令人鼓舞的跡象,因為這些事件曾經足夠普遍,計劃中的設備應該能夠找到一些。
該研究發表在開放獲取自然天文學。