一項使用美國宇航局錢德拉X射線天文台的新研究跟踪了矮星系中兩對超大質量黑洞的碰撞過程。這是關於這種即將發生的相遇的第一個證據，為科學家提供了關於早期宇宙中黑洞成長的重要信息。

根據定義，矮星系包含總質量小於30億個太陽的恆星–或比銀河系小20倍左右。天文學家長期以來一直懷疑，矮星系會進行合併，特別是在相對早期的宇宙中，以便成長為今天看到的較大的星系。然而，目前的技術無法觀測到第一代矮星系的合併，因為它們在遙遠的距離上異常微弱。另一種策略是尋找更近的矮星系合併，但到目前為止還沒有成功。

這項新的研究克服了這些挑戰，通過對錢德拉X射線深層觀測進行系統調查，並將其與來自美國宇航局的寬紅外測量探測器（WISE）的紅外數據和來自加拿大-法國-夏威夷望遠鏡（CFHT）的光學數據相比較。

錢德拉對這項研究特別有價值，因為黑洞周圍的物質可以被加熱到數百萬度，產生大量的X射線。研究小組在碰撞的矮星系中尋找一對明亮的X射線源作為兩個黑洞的證據，並發現了兩個例子。

用錢德拉發現了矮星系中兩對處於碰撞過程中的超大質量黑洞的證據。這兩對黑洞在錢德拉的X射線和加拿大-法國-夏威夷望遠鏡的光學光線下顯示。左邊的合併處於後期階段，被賦予了Mirabilis這個單一的名字。另一個合併處於早期階段，兩個矮星係被命名為Elstir（底部）和Vinteuil（頂部）。天文學家認為，矮星系–那些質量比銀河系小20倍左右的星系–通過與其他星系的合併而成長。這是早期宇宙中星系生長的一個重要過程，這一發現為科學家提供了更詳細的研究實例。

其中一對位於距離地球7.6億光年的Abell 133星系團中，在左邊的合成圖中看到。粉紅色的是錢德拉X射線數據，藍色的是來自CFHT的光學數據。這對矮星系似乎處於合併的後期階段，並顯示出一個由碰撞產生的潮汐效應造成的長尾。這項新研究的作者給它起了個綽號叫”Mirabilis”，這是根據一種以特別長的尾巴而聞名的蜂鳥的瀕危物種。只選擇了一個名字，因為兩個星系合併成一個星系的過程幾乎已經完成。這兩個錢德拉源顯示了來自每個星系中黑洞周圍物質的X射線。

Mirabilis的X射線和光學合成

另一對是在Abell 1758S發現的，這是一個大約32億光年外的星系團。右邊是來自錢德拉和CFHT的合成圖像，使用的顏色與Mirabilis的相同。研究人員給合併的矮星繫起了個綽號”Elstir”和”Vinteuil”，以Marcel Proust的《尋找逝去的時光》中虛構的藝術家命名。Vinteuil是在上面的星系，Elstir是在下面的星系。這兩個星係都有與之相關的錢德拉源，同樣來自每個星系中黑洞周圍物質的X射線。研究人員認為這兩個星系已經陷入了合併的早期階段，導致兩個碰撞的星系在引力作用下形成了一座由恆星和氣體組成的橋樑。

Elstir & Vinteuil的X射線和光學合成圖

合併的黑洞和矮星系的細節可能為我們了解銀河係自己的過去提供啟示。科學家們認為，幾乎所有的星係都是從矮星系或其他類型的小星系開始的，並在數十億年的時間里通過合併而成長。對這兩個系統的後續觀測將使天文學家能夠研究對了解宇宙最早階段的星系及其黑洞至關重要的過程。