天文學家發現一個正在移動的黑洞

長期以來，科學家一直在理論上認為，超大質量黑洞可以在太空中徘徊，但事實證明，捕捉黑洞是很困難。

哈佛-史密森天體物理學中心天文學家多米尼克·倍司（Dominic Pesce）團隊在過去五年，一直在通過比較超大質量黑洞和星系的速度來觀察這種罕見情況。

倍司指出：黑洞的速度是否與它們所在的星系的速度相同？我們希望它們具有相同的速度。如果它們不相同，則表示黑洞已經受到干擾。

為了進行搜索，團隊調查了十個遙遠星系及其核心的超大質量黑洞。他們專門研究在吸積盤中含有水分子的黑洞，那些朝著黑洞向內旋轉的螺旋結構。

倍司表示：當水環繞黑洞運行時，它會產生類似激光的光束，稱為微波激射器（Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation，MASER)。當使用一種稱為超長基線干涉測量的技術對射電天線組合網絡進行研究時，微波激射器可以精確地測量黑洞的速度。

利用這種技術幫助團隊確定十個超大質量黑洞中有九個處於靜止狀態，但其中一個脫穎而出並似乎在運動。這個黑洞位於距離地球2.3億光年的地方，一個名為J0437 + 2456星系的中心。它的質量大約是我們太陽的三百萬倍。

通過阿雷西博（Arecibo）和雙子座（Gemini）天文台的觀察，研究小組確認他們最初的發現。超大質量黑洞在J0437 + 2456星系內部以時速177,027公里速度移動。但是導致運動的原因不清楚。該團隊懷疑存在兩種可能性。

參與這項研究的美國國家射電天文台的射電天文學家占·康頓（Jim Condon）說：「我們可能正在觀察兩個超大質量黑洞合併的後果。這種合併的結果可能會導致新生的黑洞反彈，我們可能會在反彈或重新安定下來時觀察它。不過還有另一種可能性，就是黑洞可能是雙黑洞系統的一部分。」

倍司說：「儘管人們期望它們確實大量存在，但科學家仍然很難確定雙超大質量黑洞的明確例子。我們可以在J0437 + 2456星系中看到的，是一對中的其中一個黑洞，而另一個黑洞則由於對我們缺乏大量可以觀測的無線電波而隱藏了。」

然而，最終將需要進一步觀察以查明該超大質量黑洞異常運動的真正原因。

【圖、文：節譯自哈佛-史密松天體物理中心2021年3月12日新聞公佈】研究全文刊登在2021年3月12日出版的《天體物理學報》