星系在碰撞过程中赋予生命的隐藏超大质量黑洞

天文学家发现，被尘埃遮挡的超大质量黑洞在预期与邻近星系碰撞的星系内时更有可能生长并释放出巨大的能量。这项由纽卡斯尔大学研究人员领导的新工作发表在皇家天文学会的月刊上。

星系，包括我们自己的银河系，在其中心包含超大质量黑洞。它们的质量相当于太阳的数百万倍，甚至数十亿倍。这些黑洞通过“吃掉”落在它们身上的气体而生长。然而，是什么驱使气体足够接近黑洞而发生这种情况是一个持续的谜。

一种可能性是，当星系足够接近时，它们很可能会被引力拉向彼此并“合并”成一个更大的星系。

在进入黑洞的最后阶段，气体点亮并产生大量能量。这种能量通常使用可见光或X射线检测。然而，进行这项研究的天文学家只能使用红外光探测到不断增长的黑洞。该团队利用了来自许多不同望远镜的数据，包括哈勃太空望远镜和红外斯皮策太空望远镜。

研究人员开发了一种新技术，以确定两个星系非常接近并有望在未来发生碰撞的可能性。他们将这种新方法应用于遥远宇宙中的数十万个星系(观察大爆炸后2亿至6亿年形成的星系)，试图更好地了解所谓的“宇宙正午”，预计宇宙的大部分星系和黑洞都会增长。

了解黑洞在这段时间内是如何生长的，是现代银河系研究的基础，特别是因为它可以让我们深入了解位于银河系内的超大质量黑洞，以及我们的银河系如何随着时间的推移而演变。

由于它们是如此遥远，只有少数宇宙正午星系符合获得精确测量其距离所需的标准。这使得很难高精度地知道是否有任何两个星系彼此非常接近。

这项研究提出了一种新的统计方法，以克服以前在宇宙中午测量星系和超大质量黑洞精确距离的局限性。它应用统计方法使用不同波长的图像确定星系距离，并且无需对单个星系进行光谱距离测量。

未来几年来自詹姆斯韦伯太空望远镜的数据预计将彻底改变红外研究，并揭示更多关于这些尘埃黑洞如何生长的秘密。

纽卡斯尔大学研究生、该论文的主要作者肖恩·多尔蒂(Sean Dougherty)说：“我们的新方法用统计方法观察了数十万个遥远的星系，并询问任何两个星系有多大的可能性靠近，并且很可能在碰撞过程中。

该研究的合著者克里斯哈里森博士说：“这些超大质量黑洞非常具有挑战性，因为天文学家通常用来寻找这些不断增长的黑洞的X射线被阻挡，没有被我们的望远镜探测到。但是这些相同的黑洞可以使用红外光找到，红外光是由它们周围的热尘埃产生的。

他补充说：“找到这些黑洞和建立精确距离测量的困难解释了为什么这个结果以前很难确定这些遥远的'宇宙正午'星系。有了JWST，我们期待找到更多这些隐藏的不断增长的黑洞。JWST将更好地找到它们，因此我们将有更多的研究，包括最难找到的那些。从那里，我们可以做更多的事情来了解它们周围的尘埃，并找出有多少隐藏在遥远星系中的尘埃。

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