天文学家在移动中发现了一个超大质量的黑洞–至今尚无法解释的异常运动

长期以来，科学家一直在理论上认为，超大质量黑洞可以在太空中徘徊，但事实证明，捕捉黑洞是很困难的。

现在，美国天体物理学中心/哈佛和史密森尼大学的研究人员已经确定了迄今为止最清晰的超大质量黑洞运动案例。他们的结果今天（2021年3月12日）发表在《天体物理学杂志》上。

“我们不希望大多数超大质量黑洞在移动；他们通常很满足于坐在那里。”主持这项研究的天体物理学中心的天文学家Dominic Pesce说。“它们是如此沉重，以至于很难使它们前进。考虑一下将保龄球踢起来要比踢足球要困难得多—意识到在这种情况下，“保龄球”是太阳质量的几百万倍。那将需要强大的踢力。

Pesce和他的合作者一直在努力通过比较超大质量黑洞和星系的速度来观察这种罕见的情况，这在最近五年中是存在的。

“我们问：黑洞的速度是否与它们所居住的星系的速度相同？”他解释。“我们希望它们具有相同的速度。如果没有，则表明黑洞已被干扰。”

银河J0437 + 2456被认为是一个超大，移动的黑洞的所在地。

为了进行搜索，该团队最初调查了10个遥远的星系及其核心的超大质量黑洞。他们专门研究了在吸积盘中包含水的黑洞-朝着黑洞向内旋转的螺旋结构。

当水围绕黑洞运动时，它会产生类似激光的光束，称为微波激射器。佩斯说，当使用称为超长基线干涉法（VLBI）的技术对无线电天线的组合网络进行研究时，激射器可以帮助非常精确地测量黑洞的速度。

该技术帮助团队确定了10个超大质量黑洞中有9个处于静止状态，但其中一个脱颖而出并似乎在运动。

黑洞位于距地球2.3亿光年的位置，位于一个名为J0437 + 2456的星系的中心。它的质量大约是我们太阳的三百万倍。

通过与Arecibo和Gemini天文台的后续观察，研究小组现已确认了他们的最初发现。超大质量黑洞在银河J0437 + 2456内部以每小时约110,000英里的速度移动。

但是导致运动的原因尚不清楚。该团队怀疑存在两种可能性。

“我们可能正在观察两个超大质量黑洞合并的后果，”参与这项研究的美国国家射电天文台的射电天文学家吉姆·康登（Jim Condon）说。“这种合并的结果可能会导致新生的黑洞回弹，我们可能会在回弹或重新安定下来时观察它。”

但是还有另一种，甚至可能更令人兴奋的可能性：黑洞可能是二进制系统的一部分。

佩斯说：“尽管人们期望他们真的应该有很多存在，但科学家们仍然很难确定二元超大质量黑洞的明确例子。”“我们可以在银河系J0437 + 2456中看到的是这样一个对中的一个黑洞，而另一个黑洞则由于其缺乏大量发射而对我们的无线电观测隐藏了。”

但是，最终将需要进一步观察以查明超大质量黑洞异常运动的真正原因。

参考：Dominic W. Pesce，Anil C. Seth，Jenny E. Greene，James A. Braatz，James J. Condon，Brian R. Kent和DavorKrajnović撰写的“银河J0437 + 2456中不安的超大质量黑洞”，2021年，《天体物理学杂志》。DOI：
10.3847 / 1538-4357 / abde3d

这项新研究的共同作者是犹他大学的Anil Seth。普林斯顿大学的珍妮·格林（Jenny Greene）；国家射电天文台的Jim Braatz，Jim Condon和Brian Kent；以及德国波兹坦的莱布尼兹天体物理研究所的DavorKrajnović。