作者:江庆龄 来源: 中国科学报 发布时间:2025-9-9
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科学家在“宇宙化石”中直接观测到流浪黑洞

 

本报讯(见习记者江庆龄)中国科学院上海天文台研究员安涛带领国际团队,在一个距离地球约2.3亿光年的矮星系里发现了一个“离核、原位吸积、带喷流”的特殊黑洞。这是目前证据最扎实的离核大质量黑洞案例之一,进一步强化了“黑洞增长并非仅限星系中心”的认识,为人们了解矮星系演化及早期宇宙中超大质量黑洞的快速生长提供了新视角。相关研究近日发表于《科学通报(英文版)》。

过去,大质量黑洞常被视为星系“心脏”,位于星系中心,影响着星系演化。但越来越多的观测表明,某些黑洞会偏离核心位置,在星系盘或外侧边缘地带“游离”。这些“流浪黑洞”就像迷路的旅人,在宇宙中四处游荡。

理论研究表明,星系并合后的引力波反冲或者多体相互作用,容易把黑洞从引力势阱较浅的矮星系中心踢出,在星系外围游荡。矮星系质量小、演化历史相对简单,就像宇宙化石,保存了早期黑洞成长的印迹。一些模拟结果显示,相当比例的矮星系黑洞会偏离中心达1千秒差距量级,但缺少直接、明确的观测证据。

研究团队基于“近邻星系光谱巡天”(MaNGA)的积分视场光谱(IFU)数据发现,一颗名为MaNGA 12772-12704的矮星系呈现较弱的活动星系核(AGN)特征,星系整体形态规整、没有明显并合或双AGN迹象。更为关键的是,与之成协的射电辐射并不在星系的几何中心,而是偏离中心将近1千秒差距。甚长基线阵列(VLBA)射电望远镜观测数据及分析结果表明,该源呈现典型的AGN特征。研究团队综合多个观测特征,确认这是一个正在活跃吸积、拥有喷流的游离黑洞,而且是目前最临近(红移最低)的此类矮星系案例之一。

值得一提的是,这项研究始于3000多个MaNGA矮星系中筛选出的628个AGN候选体,其中约62%的源存在AGN偏离星系光学中心的表象。射电喷流是黑洞活跃吸积的一个重要特征。在此基础上,研究团队进行了多级筛选,选出11个最有希望探测到射电辐射的目标,并利用最高灵敏度和分辨率进行跟踪观测。最终,只有MaNGA 12772-12704同时具备“致密高亮温度、秒差距喷流、30年时域光变”三重证据。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.09.001

《中国科学报》 (2025-09-09 第1版 要闻)
 
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