周一 · 知古通今|周二 · 牧夫专栏
周三 · 太空探索|周四 · 观测指南
周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 视频天象
文章来源：日本国立天文台 昴星团望远镜
编译：王雨阳
校对：孙宇峰
编排：苏奕月
后台：库特莉亚芙卡 李子琦
https://subarutelescope.org/jp/results/2020/08/26/2894.html
截至目前，昴星团望远镜上搭载的超大视场主焦点相机HSC（全称Hyper Suprime-Cam）拍摄到的类星体已经超过三万个。科学家使用其他大型望远镜对其中400多个候选双类星体进行追踪观测，确认了三个双类星体系统，其中两个此前从未发现过。所谓双类星体，即合并过程中的两个星系，观测中能够看到分别位于两星系中心的超大质量黑洞周围发出的明亮电磁波。对双类星体的研究有望帮助我们进一步探索星系的合并与演化，以及超大质量黑洞的演变过程等奥秘。
图1：本次发现的双类星体之一“SDSS J141637.44+003352.2”。该系统距离我们47亿光年，两类星体相距1万3千光年。（图片来源：Silverman et al.）
宇宙中星系间的撞击与合并等高能现象相当频繁。星系中心的黑洞质量约为太阳的数百万至数十亿倍，吸积大量气体时发出的光亮能够超过整个星系。科学家将观测到的这类天体称为类星体。星系间撞击、合并时气体吸积量尤甚，理论上两个黑洞能够作为双类星体被同时观测到。然而，双类星体同时发光的时间很短，且要求观测器材同时满足大视场与高分辨率两个条件，导致实际研究中很难大量发现双类星体。
约翰·西尔弗曼(John Silverman)副教授带领的的国际合作小组利用昴星团望远镜HSC相机拍摄到的图像，对已知的34476个类星体进行了研究，并从中选出了421个包含两个及以上点光源的天体。该研究小组中，除所属东京大学国际高等研究所·卡弗里宇宙物理学与数学研究所(Kavli IPMU)的西尔弗曼副教授外，也有来自日本国立天文台的研究员。
据西尔弗曼副教授介绍，研究最初的目的并非寻找双类星体。研究小组在探究明亮的类星体所在星系是否偏向于某种类型时，却在一些中心理应只有一个点光源的图像中发现了两个点光源。
研究小组使用凯克望远镜和北双子望远镜对筛选出的天体进行追踪光谱观测，包括两个新发现的在内，总共发现三个双类星体。由于超大质量黑洞的影响，气体以每秒数千公里的速度运动，研究小组也在对应的天体中观测到了相应的现象。
从本次观测结果来看，星系合并过程中存在两个超大质量黑洞的类星体约占整体的0.3%，这说明双类星体十分罕见，也解释了为什么此前的研究中极少发现双类星体。东京大学研究生、研究小组成员唐沈立表示，虽然双类星体并不常见，但这一发现揭示了星系演化的一个重要阶段——星系中心的超大质量黑洞由于星系合并开始活跃并增大质量，对所在星系的演化可能也会产生影响。
该研究成果不仅揭示了星系与超大质量黑洞的演化过程，还展现了大视场观测在发现双类星体方面的可行性。研究小组今后将继续寻找双类星体，深入探索星系及超大质量黑洞的合并与演化。
本次研究成果于2020年8月26日发表在美国天体物理学期刊Astrophysical Journal电子版上，题为《昴星团望远镜HSC揭示的双重近距离超大质量黑洞》，作者西尔弗曼等（注1）。论文预印本可在https://arxiv.org/abs/2007.05581
阅览。日本文部科学省世界顶级研究基地项目（World Premier International Research Center Initiative，WPI）对该研究给予了大力支持，并资助了科研补助金。（编号JP18H05868, JP19K14755, JP17H04831, JP17KK0098, JP19H00697, JP20H01953）。
注1：J.D. Silverman et al. 2020, "Dual supermassive black holes at close separation revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program"
牧夫新媒体编辑部
