天文學家發現了矮星系中巨型黑洞碰撞的第一個證據。美國宇航局錢德拉X射線天文台的這一結果對於理解第一波黑洞和星系如何在早期宇宙中成長具有重要的影響。在一項新的研究中確定的一對矮星系之間的碰撞將氣體拉向它們各自包含的巨大黑洞，導致黑洞成長。最終，黑洞的可能碰撞將導致它們合併成大得多的黑洞。這對星係也將合併成一個。

科學家們認為，宇宙在大爆炸後的幾億年裡充斥著小型星系，被稱為”矮星系”。大多數星系在早期宇宙的擁擠、較小的體積中與其他星系合併，啟動了現在在附近宇宙中看到的越來越大的星系的建造過程。

根據定義，矮星系包含總質量小於太陽30億倍的恆星，而銀河系的總質量估計約為600億個太陽。

最早的矮星係是不可能用目前的技術來觀測的，因為它們在很遠的距離上是非常微弱的。天文學家已經能夠在距離地球更近的地方觀察到兩個正在合併的星系，但兩個星係都沒有黑洞的跡象。

領導這項研究的阿拉巴馬大學塔斯卡盧薩分校的Marko Micic說：”天文學家已經在相對較近的大星系中發現了許多黑洞碰撞的例子。但是在矮星系中尋找它們的挑戰要大得多，直到現在還沒有成功。”

Mirabilis的X射線和光學合成圖。

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）的光學數據進行比較。

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成對的明亮X射線源作為兩個黑洞的證據，並發現了兩個例子。

“我們已經在碰撞的矮星系中確定了第一對不同的黑洞，”共同作者Olivia Holmes說，他也來自阿拉巴馬大學塔斯卡盧薩分校。”利用這些系統作為早期宇宙中的類似物，我們可以深入研究關於第一批星系、它們的黑洞以及碰撞所導致的星體形成的問題。”

Elstir & Vinteuil的X射線和光學合成。

一對位於距離地球7.6億光年的Abell 133星系團中，另一組在Abell 1758S星系團中，它距離地球約32億光年。這兩對星係都顯示出結構，是星系碰撞的特徵跡象。

位於Abell 133的這對星系似乎處於兩個矮星系合併的後期階段，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著稱的瀕危蜂鳥的名字。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。

在Abell 1758S中，研究人員給合併的矮星繫起了個綽號”Elstir”和”Venteuil”，這是以Marcel Proust的《尋找逝去的時光》中的虛構藝術家命名的。研究人員認為這兩個已經陷入了合併的早期階段，導致星星和氣體的橋樑連接兩個碰撞的星系。

合併的黑洞和矮星系的細節可能為我們的銀河係自身的過去提供啟示。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，並在數十億年中通過合併而成長。

共同作者、阿拉巴馬大學塔斯卡盧薩分校的布倫娜-韋爾斯說：”早期宇宙中的大多數矮星系和黑洞到現在可能已經變大了，這要歸功於反复的合併。在某些方面，矮星係是我們的星系祖先，經過數十億年的演變，產生了像我們自己的銀河系這樣的大星系。”

“對這兩個系統的後續觀測將使我們能夠研究對理解星系及其黑洞的嬰兒至關重要的過程，”共同作者Jimmy Irwin說，他也來自阿拉巴馬大學塔斯卡盧薩分校。