你没听错,就是那种平时蹲在星系中心当“定海神针”的大家伙,现在被耶鲁大学的团队用韦伯望远镜拍到,正拖着20万光年长的尾巴在宇宙里狂奔。
以前咱们都觉得,超大质量黑洞跟星系是“绑定”的。
就像太阳系绕着太阳转,星系里的恒星、气体也都绕着中心黑洞转,黑洞就是星系的“引力锚点”,哪有自己跑路的道理?
可这次发现的这个,不光跑了,速度还贼快每秒1000公里,比地球上最快的火箭还快上百倍。
最早发现线索的不是韦伯望远镜,是哈勃。
2023年的时候,哈勃在距离地球90亿光年的“宇宙猫头鹰”星系群里,看到了个奇怪的东西,一条细长的光带,足足20万光年,里面全是刚出生的恒星。
哈勃看不清楚的,韦伯望远镜出马就不一样了。
这台花了100亿美元的“太空千里眼”,专门擅长在红外波段捕捉细节。
它对着那条光带的顶端一瞅,好家伙,一个超大质量黑洞正在那儿“乘风破浪”。
周围的气体被它搅得乱七八糟,速度峰值正好跟黑洞运动的方向对上了。
团队一测算,这黑洞质量大概是一千万倍太阳质量,运动速度每秒1000公里。
你想想,太阳质量是地球的33万倍,一千万倍太阳质量的黑洞,被加速到这种速度,得多大劲儿?科学家说,这能量相当于一次“宇宙级爆炸”,existingmodels都得重新琢磨琢磨。
数据可不是拍脑袋来的。
团队分析了光带的光谱,发现里面的气体富含重元素,说明一部分物质可能来自黑洞原来的星系。
研究报告已经发在arXiv预印本平台,还提交给了《天体物理学杂志快报》,算是把“失控黑洞”从假说变成了板上钉钉的事实。
以前咱们总觉得,超大质量黑洞是星系的“定海神针”。
不管星系怎么转,黑洞都稳稳待在中心,用引力把一切拢在一起。
可这次发现的这个,完全打破了这个印象它不光不在星系中心,还在以极快的速度远离原来的家园。
你可以想象一下,把一个100吨的卡车加速到每秒1000公里,需要的能量已经无法想象,更别说质量是一千万倍太阳的黑洞了。
目前有两种说法比较靠谱。
第一种是“双黑洞合并反冲”,两个星系撞在一起,中心的黑洞可能会合并。
合并时如果引力波辐射不对称,就像开枪时的后坐力,新生成的黑洞会被猛地“推”一下。
要是这股劲儿超过星系的逃逸速度,黑洞就只能卷铺盖走人了。
LIGO引力波探测器之前就发现过双黑洞合并的事件,这为这个说法提供了点证据。
但范·多库姆团队觉得,另一种可能更靠谱“三体相互作用弹射”。
简单说,就是三个黑洞凑一块儿,引力关系乱成一锅粥,最后其中一个被另外两个“联手”踢了出去。
为啥觉得是三体呢?团队对比了模拟数据,发现这次黑洞拖的尾巴,跟三体相互作用后形成的尾迹特征更像。
就像三个壮汉在冰面上推搡,最后总有一个会失去平衡,被甩出去老远。
这个解释听起来更“戏剧性”,也更符合观测到的细节。
不管是哪种原因,黑洞跑路时留下的“尾巴”才是真的绝。
这条20万光年长的光带,其实是黑洞高速穿越星际气体时“挤”出来的。
你可以想象一下,船在水里开,船头会推起波浪,黑洞在气体里跑,前方也会形成“弓形激波”。
激波把气体压缩、加热,温度一高,气体就开始坍缩,形成新的恒星。
团队测算,这条尾巴里的恒星总质量,差不多有一亿倍太阳质量。
也就是说,这个“宇宙逃犯”一边跑,一边还在“生”恒星,简直是移动的“恒星工厂”。
这事儿以前从没见过,传统的恒星形成都跟星系的引力场有关,要么在星系盘里,要么在星系团的气体云里。
现在发现,黑洞跑路也能催生恒星,说明恒星形成的方式可能比我们想的多得多。
说不定宇宙里还有很多这样的“孤儿恒星”,不属于任何星系,就跟着黑洞的尾巴飘。
未来科学家打算用南希·格雷斯·罗马太空望远镜接着找。
这台望远镜2027年发射,视场比韦伯大得多,加上机器学习帮忙,说不定能发现更多“跑路黑洞”。
到时候就能知道,这种现象到底是偶然,还是宇宙里的常态。
有人可能会担心,这黑洞会不会跑到太阳系来?放心,它离我们有90亿光年,而且宇宙还在膨胀,它只会离我们越来越远。
这次发现不光是找到了个“逃犯”,更说明宇宙比我们想的野得多。
以前觉得黑洞是星系的“定海神针”,现在看来,它们也能被踢出家门,满宇宙流浪。
从哈勃到韦伯,人类的望远镜越做越厉害,以后说不定还会发现更离奇的宇宙现象。
科学就是这样,不断打破旧认知,建立新模型。
这个失控黑洞就像给我们打开了一扇窗,让我们看到宇宙深处那些隐藏的暴力与创造。
说不定再过几年,“星系中心没有黑洞”都不算新闻了毕竟宇宙的剧本,永远比科幻小说精彩。
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