天文學家發現奇怪的年輕恆星條紋是失控狂奔超大質量黑洞的證據
天文學家發現一個候選的超大質量黑洞，它正在遠離它的母星系，在過去的三千九百萬年，以時速六億七千萬公里的速度在太空中奔馳。
美國耶魯大學領導的團隊使用哈勃太空望遠鏡和位於夏威夷的凱克天文台（W. M. Keck Observatory）發現一條不尋常的、非常細的、幾乎是直線的年輕恆星和激波氣體條紋，可能是黑洞逃逸時留下的痕跡。
耶魯大學天文學和物理學教授、該研究的主要作者彼得·范·多甘（Pieter van Dokkum）說：「在宇宙的任何地方都從未見過這樣的東西。很長一段時間以來，我們就知道超大質量黑洞的存在，人們一直預測它們有時會從星系中噴射出來。如果得到證實，這將是失控的超大質量黑洞的第一個證據，證明這個預測。」
范·多甘的團隊首先用哈勃太空望遠鏡探測到這個長條形特徵，為了更仔細地觀察，他們使用凱克天文台的低分辨率成像光譜儀和近紅外階梯光柵光譜儀進行後續觀測。
凱克天文台的數據顯示，恆星條紋的長度達到驚人的二十萬光年，並從一個緊湊、活躍的恆星形成星系延伸出來，該星系的光線需要大約七十六億年才能到達地球。這條軌蹟的亮度幾乎是它所連接的宿主星系的一半，顯示它包含大量的新恆星。
范·多甘說：「我們認為我們在黑洞後面看到尾流，氣體在那裡冷卻並能夠形成恆星。所以，我們正在觀察黑洞後面的恆星形成。 現時我們看到的是後果，就像船後的尾流，看到的是黑洞後面的尾流。」
凱克天文台還在尾跡頂部顯示一個明亮的電離氣體結，很可能就是黑洞本身的位置。此外，線性特徵所在的星系似乎在中心缺少一個黑洞，或者至少沒有一個正在積極吞噬物質並產生望遠鏡可以探測到的強大能量射流的黑洞。
研究團隊認為，這個黑洞是從入侵的雙黑洞系統中逐出，此後才開始橫衝直撞。兩個星系可能在五千萬年前合併，令兩個超大質量黑洞聚集在一起，兩個黑洞和諧地繞著彼此旋轉，但第三個星系和自己的黑洞相撞，形成不穩定且混亂的場面，最終其中一個星系高速噴射出去，速度快到足以在十四分鐘內穿梭於地球和月球之間。
美國太空總署表示，雖然這是史上第一個發現的狂奔黑洞，但很可能不會是唯一一個。
【圖：美國太空總署；文：節譯自美國凱克天文台2023年4月6日新聞公佈】研究全文刊登在2023年4月6日出版的《天體物理學報》；標題是：A Candidate Runaway Supermassive Black Hole Identified by Shocks and Star Formation in its Wake
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