美国天文学家发现一个罕见的三合星系系统J1218/1219+1035,内部包含三个正积极吸积物质且在射电波段明亮的超大质量黑洞。
该系统距离地球约12亿光年,由三个位于相互作用中的星系组成。研究显示,这三座星系的中心均存在正在增长的超大质量黑洞,其活动驱动了明亮的射电辐射和喷流,点亮周围气体。
美国海军研究实验室的Emma Schwartzman博士表示,如此的三重活跃星系极为罕见,而在星系合并过程中对其进行观测,使研究人员得以近距离追踪大质量星系及其中心黑洞的共同成长。她指出,通过观测到系统中三个黑洞均射电明亮并积极发射喷流,研究团队将“三重射电活跃星系核(AGN)”从理论设想转变为经观测证实的天体系统,为研究超大质量黑洞生命周期提供了新的窗口。
首个确认的三重射电活跃星系核
Schwartzman博士及其同事利用美国国家科学基金会(NSF)旗下的甚大阵列(VLA)和甚长基线阵列(VLBA)对J1218/1219+1035进行了详细观测。结果显示,每个星系中心都存在紧凑的同步辐射射电核心,表明三者均拥有由增长中的黑洞驱动的活跃星系核。
研究团队指出,这一发现使J1218/1219+1035成为首个被确认的三重射电活跃星系核系统,同时也是目前在近邻宇宙中已知的第三个三重AGN系统。
根据观测,J1218/1219+1035中的三个位星系正处于合并阶段,其核间距离约为2.2万光年和9.7万光年,构成一个动力学绑定的群体。系统中可见的潮汐结构反映了星系之间正在发生的相互作用。

研究人员表示,此类三重系统在分层星系演化理论中具有关键地位,但观测上极为罕见。该理论认为,类似银河系的大型星系通过多次与较小伴星系的碰撞和合并逐步成长。此次在同一合并群体中捕捉到三个同时处于活跃吸积阶段的黑洞,为检验星系相遇如何驱动气体向星系中心汇聚并触发黑洞增长提供了重要观测平台。
多波段观测锁定第三个黑洞
J1218/1219+1035最初是通过美国国家航空航天局(NASA)广域红外巡天探测器(WISE)的中红外数据被识别为异常系统。相关数据表明,在一对相互作用星系中至少存在两个被遮蔽的AGN。
后续的光学光谱观测确认了其中一个星系核存在AGN,并在另一核中发现复合特征。然而,对于第三个星系,其辐射成因一度不明,既可能来自恒星形成活动,也可能与冲击有关。
研究团队表示,正是依托VLA在3 GHz、10 GHz和15 GHz频率下获得的新型超高分辨率射电成像,他们才得以识别出与三个光学星系位置精确对应的紧凑射电核心,从而证明每个星系都拥有射电明亮、并可能驱动小尺度喷流或外流的AGN。
观测结果显示,三个核心的射电光谱均与AGN产生的非热同步辐射特征相符。其中两个源呈现典型的陡峭光谱,第三个源的光谱更加陡峭,研究人员认为这可能意味着该源存在尚未在当前分辨率下解析出的喷流活动。
