在传统认知中,星系中心始终是大质量黑洞的“专属领地”。然而近期观测数据显示,部分黑洞正以“流浪者”的姿态打破这一固有印象——它们不仅偏离星系核心区域,甚至在星系盘或边缘地带活动。由中科院上海天文台安涛研究员领衔的国际团队,在距离地球约2.3亿光年的矮星系中,首次捕捉到一个活跃吸积的“流浪黑洞”。该黑洞偏离星系中心约3000光年,并持续向外喷射高能物质流,这一发现为理解黑洞演化机制提供了全新视角。
研究团队将目标锁定于编号为MaNGA 12772-12704的矮星系。该星系虽活动星系核特征微弱,但通过甚长基线阵列射电望远镜在1.6吉赫兹和4.9吉赫兹波段的深度观测,结合1993年至2023年间积累的档案数据,科研人员发现其核心存在一个质量约30万倍太阳的中等质量黑洞。更令人惊讶的是,该黑洞并未“安分”地处于星系中心,而是以3000光年的距离“游离”于星系外围,同时保持着活跃的吸积活动与喷流现象。
矮星系之所以成为寻找“流浪黑洞”的理想场所,与其独特的演化历史密切相关。这类星系质量较小、结构简单,如同保存着宇宙早期记忆的“化石”。理论模型显示,在引力势阱较浅的矮星系中,星系合并产生的引力波反冲效应或多体相互作用,极易将中心黑洞“踢出”原有位置。此前模拟研究曾预测,相当比例的矮星系黑洞可能偏离中心达数千光年,但始终缺乏直接观测证据。此次发现不仅验证了理论预测,更揭示了黑洞成长路径的多样性。
传统观点认为,大质量黑洞主要依赖星系中心的“中央气体库”实现快速生长。但基于新发现,安涛研究员提出:“早期宇宙中的黑洞或许并非仅靠集中吸积物质‘暴饮暴食’,也可能通过在星系各处的分散进食与后续合并,在短短数亿年内成长为上亿倍太阳质量的巨型黑洞。”这一假说挑战了既有的黑洞演化理论,为解释超大质量黑洞的快速形成提供了新思路。
即便身处星系“郊区”,“流浪黑洞”仍能深刻影响宿主环境。研究显示,该黑洞喷射的强劲物质流可向周围气体注入能量,扰动星系动力学过程,甚至调控恒星形成效率。这一发现促使科学家重新审视黑洞与星系的共演化关系——黑洞或许不仅是星系中心的“能量引擎”,更可能在星系外围以隐蔽方式重塑宿主星系的演化轨迹。
随着下一代高灵敏度望远镜的投入使用,天文学家将具备更强的能力探测微弱或被遮挡的活动星系核特征,从而发现更多“流浪黑洞”候选体。这项研究不仅将“流浪黑洞”从理论猜想转化为直接观测现实,更预示着宇宙中可能存在大量尚未被发现的“漂泊者”。当观测技术突破时空限制,那些隐藏在星系边缘的黑洞或将逐步揭开神秘面纱。