双类星体在合并星系的中心闪耀

星系通过与其他星系合并、融合它们的数十亿颗恒星、引发剧烈的恒星形成爆发，并经常为它们的中心超大质量黑洞提供燃料，产生比整个星系都闪耀的发光类星体，从而成长和 演化。其中一些合并最终会变成巨大的 椭圆 星系，其中包含的黑洞质量是我们太阳的数十亿倍。尽管天文学家在我们自己的宇宙附近观察到一个名副其实的合并星系与多个类星体的动物园，但更遥远的例子，在宇宙只有当前年龄的四分之一时，是非常罕见的，而且很难找到。

通过利用一系列地基和天基天文台——包括 由 NSF 的 NOIRLab运营的国际双子座天文台的一半—— 双子座北 天文台——一组天文学家发现了一对紧密结合的活跃超大质量黑洞——类星体。这一发现是首次在“宇宙正午”期间在同一银河系区域检测到一对超大质量黑洞，这是宇宙只有 30 亿岁时恒星疯狂形成的时期。

先前的观察已经在合并的早期阶段确定了 类似的系统，当时两个星系仍然可以被视为明显独立的实体。但这些新结果表明，一对类星体的距离如此之近，相距仅 10,000 光年，它们原来的宿主星系很可能正在演变成一个巨大的椭圆星系。

在这个早期时代寻找一对彼此如此接近的超大质量黑洞就像大海捞针。挑战在于大多数黑洞对过于接近而无法单独区分。为了最终探测到这样一个系统，这两个超大质量黑洞需要同时活跃地吸积并像类星体一样发光，这种情况极为罕见。据统计，对于每 100 个超大质量黑洞，只有一个应该在给定时间积极吸积。

然而，天文学家知道，遥远的宇宙应该充满了嵌入合并星系中的成对超大质量黑洞。这种系统的第一个迹象是在 NASA/ESA 哈勃太空望远镜的数据中发现的，它揭示了遥远宇宙中两个紧密排列的光点。

为了验证这个系统的真实性，研究小组搜索了欧空局盖亚 天文台 庞大的数据库，发现这个系统有明显的“抖动”，这可能是黑洞进食活动的零星变化的结果。

该团队随后在双子座北使用了双子座多目标光谱仪 (GMOS) 和 GNIRS，这为团队提供了到类星体距离的独立测量结果，并确认这两个物体都是类星体，而不是单个类星体的偶然 排列与前景明星。与 WM Keck 天文台、NSF 的 Karl G. Jansky 甚大阵列和 NASA 的 钱德拉 X 射线天文台的进一步研究 也有助于证实这些观察结果。

“确认过程并不容易，我们需要一系列覆盖从 X 射线到射电波光谱的望远镜，以最终确认该系统确实是一对类星体，而不是，比如说，一个引力透镜类星体的两张图像”伊利诺伊大学的天文学家 Yue Shen 说。