当两个星系碰撞合并时可以将黑洞“踢”出星系的力量有多大？

当两个星系碰撞合并时，星系中心的黑洞会合并，并发出引力波。天文学家推测，反冲效应有时会将合并后的黑洞踢出星系，同时拖曳附近的恒星一起旅行。来自SRON和拉德布大学的研究人员，现在已经对这些星系的样子进行了预测，以识别它们并证明它们的存在，其研究发现发表在《皇家天文学会月刊》上。天文学家认为所有的大质量星系都有一个中心黑洞，质量在数百万到数十亿个太阳质量之间。

矮星系核心可能存在较小的黑洞，最著名的中央黑洞是M87星系中心黑洞，并在2019年成为人类有史以来第一个拍摄到的黑洞。当两个星系合并时，它们的恒星大多会混合在一起而不会碰撞，但两个中心黑洞将会合并。这种合并产生的引力波携带着极大能量，相当于一颗质量相当于几个太阳的原子弹。你可以想象一下，如果这种能量即使稍微不对称地辐射，也会有反方向的反冲力，就像宇航员在太空中开枪一样。

如果反冲效应足够强，那么合并后的黑洞，就会被喷出自己所在的星系，任何受到引力约束的恒星都会被拉着一起旅行。这就是超致密星团(HCSCs)是如何产生的原因，至少在理论上是这样。来自SRON荷兰空间研究所和拉德布大学的一组天文学家认为，超致密星团可能隐藏在现有的数据库中，包括盖亚望远镜和斯隆数字天空调查的数据库。但很快意识到，还没有人对数据库中的样子做出任何详细的预测。

因此，作为研究人员探索的第一步，现在已经做出了预测，并将其发表在《皇家天文学会月刊》上。该团队包括第一作者大卫·莱纳(Davide Lena)和组长彼得·容克(Peter Jonker)预测了专门为每个数据库量身定做的超致密星团颜色、图像和光谱，还计算了星系团在二维望远镜图像上的显示方式。如果研究人员设法识别出第一个现实中的超致密星团，就可以推导出它从两个星系合并后的反冲中获得的踢速度。

这已经从对引力波的模拟中计算出来了，但这些都是基于理论，需要通过观测来证实。一般星系外围任何喷出的黑洞都将是一个矮星系和一个年轻星系合并的结果，在其中心有一个巨大黑洞。因此，这些合并后的黑洞应该不会超过中等质量；介于数十万到数十万个太阳质量之间。中等质量黑洞的存在是有争议的，如果真的发现了超致密星团，也将同时证明中等质量黑洞的存在。然后可以通过对超致密星团的光谱观测来测量黑洞质量来证实这一点。

星系合并在形成大质量黑洞方面起到了重要作用，欧空局将于2034年发射的LISA卫星将能够探测到这些引力波，SRON和拉德布大学等也将为建造这颗神奇的卫星做出贡献。

博科园｜研究/来自：SRON荷兰空间研究所

研究发表期刊《皇家天文学会月刊》

DOI: 10.1093/mnras/staa1174

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