首次直接动力学探测到亚千秒差距间距的双超大质量黑洞系统

我们研究了 NGC7727 中最近发现的两个核是否都宿主超大质量黑洞（SMBH）。我们使用 VLT 上积分视场光谱仪 MUSE 的自适应光学高空间分辨率模式，以分辨两个假定黑洞影响球内的恒星运动学。我们将运动学数据与基于 HST 的质量模型结合，并使用 Jeans 模型测量其 SMBH 质量。我们报告在 NGC7727 中发现双 SMBH 系统。我们在星系测光中心核 1 中探测到一个 SMBH，质量为 $M_{\rm SMBH}=1.54^{+0.18}_{-0.15} \times10^{8}M_{\odot}$。在距主核偏移 500pc 的第二核中，我们也发现明确的 SMBH 信号，质量为 $M_{\rm BH}=6.33^{+3.32}_{-1.40}\times10^{6}M_{\odot}$。两个 SMBH 均以高显著性被探测到。核 2 的离轴性质使系统建模具挑战性；但若干稳健性检验表明需要黑洞来解释运动学。偏移核 2 中的 SMBH 占其总质量的 3.0%，这意味着其 SMBH 相对于 $M_{\rm BH}-M_{\rm Bulge}$ 标度关系而言质量过大。这证实其为与 NGC7727 合并的星系之幸存核星团。该发现是首个投影间距小于千秒差距的动力学确认双 SMBH 系统，也是距离 27.4Mpc 最近的动力学确认双 SMBH。第二核处于旋进的晚期阶段，最终将导致 1:24 质量比 SMBH 并合。光学发射线表明核 2 为赛弗特星系，使其成为低光度活动星系核（AGN）。在本地宇宙中，很可能还有更多宁静 SMBH 以及双 SMBH 对，被聚焦于明亮吸积特征的巡天所遗漏。