星系團是宇宙中由引力連接的最大結構。它們是數百甚至數千個獨立星系、大量熱氣和不可見暗物質的混合物。透過星系團的熱氣包含了比星系本身更多的質量,並在錢德拉探測到的X射線下發出明亮的光。壹個巨大的星系通常位於星團的中心。
錢德拉對距離地球約39億光年的星系團RBS 797的壹項新研究發現,兩對獨立的空洞從星系團中心向外延伸。
這種類型的空洞以前在其他星系團中也見過。科學家認為它們是大質量中央星系中部超大質量黑洞附近爆發的結果。當物質以噴流的形式向相反的方向飛離黑洞時,它將在熱氣中吹出壹個空腔。RBS 797的啟示是有兩組相互垂直的噴流。
“我們認為我們知道壹對空腔代表什麽,但是當壹個星系團有兩對方向非常不同的空腔時會發生什麽?”意大利博洛尼亞大學負責錢德拉研究的弗朗切斯科·烏伯托西說。
天文學家此前在RBS 797中觀測到壹對東西方向的洞,但壹對南北方向的洞只在新的更長的錢德拉觀測中發現。更深的圖像使用了近5天的錢德拉觀測時間,而原始觀測時間約為14小時。國家科學基金會的Karl G. Jansky甚大陣列觀測到兩對噴流作為無線電發射的證據,它們與空腔對齊。
這四個蛀牙是怎麽形成的?根據Ubertosi和他的同事的說法,最有可能的答案是RBS 797包含壹對超大質量黑洞,它們在垂直方向上幾乎同時發出噴流。
“我們最好的想法是,壹對超大質量黑洞導致壹對洞,”博洛尼亞大學的合著者米麗婭姆·基蒂說。“雖然我們認為超大質量黑洞可以形成雙星系統,但在活動階段觀測到兩者是極其罕見的——從這個意義上說,在RBS 797中發現兩個緊密活動的黑洞是不尋常的。”
事實上,之前歐洲VLBI網絡(EVN)的射電觀測發現RBS 797中有兩個相距僅250光年的射電點源。如果這兩個源是超大質量黑洞,那麽它們是迄今為止探測到的最接近的壹對。這兩個黑洞應該會繼續相互旋轉,產生巨大的引力波,最終合並。
RBS 797中的四個空洞還有另壹種可能的解釋。這種情況只涉及壹個超大質量黑洞——飛機不知何故設法迅速轉向。對錢德拉數據的分析表明,東西向和南北向空洞的年齡差小於654.38+00萬年。
“如果這四個空腔中只有壹個黑洞,那麽我們必須追溯它的活動歷史。關鍵方面是噴流方向如何快速變化,以及這是否與星團環境有關。黑洞本身的物理學——甚至是兩者的結合,”博洛尼亞大學的合著者Fabrizio Brighenti說。
美國國家航空航天局的馬歇爾太空飛行中心管理錢德拉計劃。史密森尼天體物理天文臺的錢德拉X射線中心控制著馬薩諸塞州劍橋的科學和馬薩諸塞州伯靈頓的飛行操作。