太空探索：努斯塔探測令人困惑的星系合併！

這張光學圖像顯示的是Was 49系統，它由一個大盤星系組成，是49a，與一個小得多的“矮星”星系合併爲49b。

一個小星系內的超大質量黑洞正在挑戰科學家關於當兩個星系成爲一體時會發生什麼的想法。

49是一個由大盤星系組成的系統的名稱，被稱爲Was 49a，與一個名爲Was 49b的小得多的“矮星”星系合併。矮星系在較大的星系盤內旋轉，距其中心約26,000光年。由於美國宇航局的核光譜望遠鏡陣列（NuSTAR）任務，科學家們已經發現矮星系在高能X射線中非常明亮，它必須擁有一個比預期更大，更強大的超大質量黑洞。

“這是一個完全獨特的系統，與我們對星系合併的理解相反，”該研究的主要作者，華盛頓美國海軍研究實驗室的博士後研究員Nathan Secrest說。

來自NuSTAR和斯隆數字天空調查的數據表明，與類似大小的星系相比，矮星系黑洞的質量是巨大的，占星系自身質量的2％以上。

“我們並不認爲矮星系能夠承載這麼大的超大質量黑洞，”塞克雷斯特說。“這個黑洞可能比我們對這個大小的星系所期望的質量大幾百倍，這取決於星系與其他星系的演化方式。”

矮星系的黑洞是活躍的星系核（AGN）的引擎，這是一種宇宙現象，當黑洞吞噬氣體和塵埃時，極高能量的輻射會爆發出來。這種特殊的AGN似乎被由氣體和灰塵製成的環形結構所覆蓋。美國宇航局的錢德拉和斯威夫特任務被用來進一步表徵X射線發射。

通常情況下，當兩個星系開始合併時，較大的星系中央黑洞變得活躍，貪婪地吞噬氣體和塵埃，並在物質轉化爲能量時噴出高能X射線。這是因爲，當星系相互接近時，它們的引力相互作用產生了一個扭矩，將氣體彙集到更大的星系的中心黑洞中。但是在這種情況下，較小的星系擁有一個更加明亮的AGN，具有更活躍的超大質量黑洞，而較大的星系的中心黑洞相對安靜。

使用來自亞利桑那州Happy Jack的探索頻道望遠鏡的觀測編輯的Was 49系統的光學圖像使用與Sloan Digital Sky Survey相同的濾色器。由於49是如此遙遠，這些顏色被優化，以分離高電離氣體發射，如餵食超大質量黑洞周圍的粉紅色區域，從正常的星光，綠色顯示。這使得天文學家能夠更準確地確定承載超大質量黑洞的矮星系的大小。

由於強大的AGN產生強烈的電離輻射，粉紅色的發射在一個新的圖像中脫穎而出。埋藏在這個強烈電離區域內的是一羣微弱的恆星，據信它們是巨大黑洞周圍星系的一部分。這些引人注目的特徵位於更大的螺旋星系49a的外圍，由於與星系的距離和所使用的濾光器，它在圖像中看起來是綠色的。

科學家們仍在試圖找出爲什麼矮星系49b的超大質量黑洞如此之大。在合併開始之前它可能已經很大，或者它可能在合併的早期階段增長。

“這項研究非常重要，因爲它可以爲超大質量黑洞如何在這樣的系統中形成和生長提供新的見解，”Secrest說。“通過檢查這樣的系統，我們可以找到關於我們自己的星系超大質量黑洞如何形成的線索。”

幾億年後，大型和小型星系的黑洞將合併爲一隻巨大的野獸。