要在浩瀚天区中找到类似“细长尾迹”并不轻易,须要具备高分辨率、宽视场的太空成像才能。范·多克姆表示,将来即将发射的罗曼太空千里镜以及已在运行的欧几里得卫星,都将供给接近哈勃水准的大年夜视场成像数据,合营机械进修主动检索这类细长条状构造,有望在海量图像中筛出更多候选在逃黑洞体系。随后再由JWST等设备进行精细光谱跟进,以确认是否存在高速黑洞及其驱动的激波与尾迹。

此前,“在逃超大年夜质量黑洞”重要存在于理论与数值模仿中,人们一向缺乏确实不雅测证据来验证相干模型。如今,范·多克姆团队的研究初次将这一类天体从理论假设拉入不雅测实际,使得“黑洞出逃”从纸面推演变成可统计、可研究的天文种群。他强调,银河系等大年夜质量星系在其平生中经历多次并合,因个中间形成双黑洞或多黑洞体系应不罕有,关键在于这些体系多快并合、以及被踢出星系的比例毕竟有多高,这些都须要经由过程搜寻更多在逃黑洞案例来答复。

按现有熟悉,超大年夜质量黑洞平日占据在星系中间,以强大年夜引力统治四周情况,是以如许一颗被从星系“心脏”硬生生踢出去的黑洞,令研究团队直呼“不可思议”。领衔研究的耶鲁大年夜学天文学家皮特·范·多克姆(Pieter van Dokkum)表示,这是迄今独一一颗被发明远离其原始星系中间的超大年夜质量黑洞,“这使它成为最有欲望的‘在逃黑洞’候选体,而JWST的光谱不雅测如今给出了确证”。

这颗黑洞最早在2023年被哈勃太空千里镜留意到,当时天文学家只是在一片星系背景中看到了一个难以解释的“细长尾迹”,推想可能是某种巨大年夜天体擦过留下的“尾流”。因为黑洞本身被事宜视界包裹,无法直接成像,团队只能经由过程其对四周气体的影响来追踪:黑洞高速擦过星际气体时,激发出强烈激波,将气体紧缩并甩向两侧,在尾迹顶端形成明显的气体位移与震动特点。JWST的精细光谱数据显示,这些被推开的气体速度高达每秒数百公里,其动力学特点与一颗极高速黑洞“推挤”气体的情景完全吻合,从而锁定了尾迹前端确有一颗超大年夜质量黑洞正加快远离母星系。

研究团队应用气体的位移速度,反推出黑洞本身的飞翔速度约为每秒1000公里,几乎快过宇宙中绝大年夜多半已知天体,也足以让黑洞彻底摆脱原星系的引力束缚,真正成为一颗“星系间浪荡者”。范·多克姆指出,如许的速度意味着黑洞在宇宙时光标准上可以随便马虎穿越星系间空旷的空间,并有机会与其它星系或气体云产生激烈互相感化。

关于如许一颗超大年夜质量黑洞是若何被“踢削发门”,理论上存在两种重要机制,且都始于两个星系的并合:当两个星系相撞并慢慢融应时,各自中间的超大年夜质量黑洞会向新星系中间迁徙并形成近距离体系。其一,是两颗黑洞最终并合,在激烈归并过程中释放出非对称的引力波辐射,从而给归并后的新黑洞一个“踢击”,在某些设备下可以将其加快到每秒上千公里,从中间“震出”星系。其二,是更复杂的“三体互相感化”:假如个中一个星系本来就有一对成对绕转的双黑洞,当并合后第三颗黑洞闯入这一体系时,全部多系一切会变得不稳定,个中一颗黑洞可能被激烈抛射出星系核心区。在本次个案中,研究团队认为更相符前一种“并合+引力波踢击”情况。

有趣的是,母星系掉去中间超大年夜质量黑洞后,整体构造并不会急速产生灾害性变更,星系仍可保持大年夜体形态和演变,只是中间区域的动力学与活动类星核特点会有所不合。比拟之下,这颗高速在逃黑洞对沿途情况和将来可能遭受的星系,影响或许更为“壮不雅”:黑洞前方的巨大年夜弓形激波会在穿入另一星系致密气体时激烈紧缩并加热气体,有望触发大年夜范围恒星形成,相当于在对方星系中“犁”出一条新星带。范·多克姆形容,如许的相遇在天文不雅测大将是一场“极具视觉冲击力的宇宙大年夜戏”。

JWST的不雅测还揭示了一个此前未被充分熟悉的造星模式:在黑洞逝世后漫长的尾迹中,被激波扰动和紧缩的气体赓续坍缩成新恒星,估计形成恒星的总质量约为太阳的一亿倍。这些恒星出生在远离星系主体、几乎“空无一物”的星际空间中,形成了一条显眼的“离家星链”,提示天文学界:在逃黑洞不仅是引力奇不雅,更可能是独特的造星引擎。

该项研究今朝已提交至《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters),并以预印本情势公开于arXiv预印本平台,为后续同业评断与进一步不雅测工作奠定基本。范·多克姆坦言,这项工作几乎在每一个环节都充斥不测惊喜,“本来只是一个难以解释的细痕,如今却打开了一扇懂得黑洞出逃及其造星效应的新窗”。

点赞(0) 打赏

评论列表 共有 0 条评论

暂无评论

微信小程序

微信扫一扫体验

立即
投稿

微信公众账号

微信扫一扫加关注

发表
评论
返回
顶部