近期,中国科学院上海天文台安涛研究员所领导的国际团队在《科学通报》(英文版)发表了一项具有突破性意义的研究成果。该研究首次在矮星系MaNGA12772-12704中明确探测到一个偏离星系中心约3000光年的“流浪黑洞”,并观测到其正在产生射电喷流。这一发现不仅为“黑洞可在非中心区域持续吸积并生长”的观点提供了直接观测证据,也对理解早期宇宙中超大质量黑洞的快速形成机制提出了新的视角。
之所以选择矮星系作为研究对象,是因为这类星系质量较小、演化历程相对简单,更近似于宇宙早期的原始状态,能够较好地保存黑洞形成和演化的“化石”信息。理论模型曾预测,在矮星系中,由于星系合并产生的引力波反冲或多体动力效应,黑洞容易被“踢”出星系核区,形成所谓的“偏核”或“流浪”黑洞,甚至可能出现距中心数千光年的位移。此类预言长期缺乏观测支持。安涛团队通过对600余个候选天体进行多轮筛选,最终将目标锁定于11个最有可能具备射电辐射的矮星系,并利用甚长基线阵列(VLBA)开展高灵敏度成像观测。结果仅MaNGA12772-12704被确认为具有明确偏核位置与喷流特征的活动星系核,突显了此类探测的极端困难性与这一成果的稀有性。
该黑洞的质量估计约为太阳质量的30万倍,属于中等质量黑洞范畴。其不仅偏离星系中心,还仍处于活跃吸积状态,并产生了可观测的射电喷流。这一现象显示,黑洞的增长并不完全依赖于星系中心区域的高密度物质供应;即便位于星系外围,它仍可通过“分布式吸积”机制持续积累质量。这一发现拓展了我们对黑洞生长途径的认识,尤其为解释早期宇宙中如何在极短时间内形成十亿倍太阳质量级别的超大质量黑洞提供了新思路——即它们可能通过多点、零散的吸积过程及后续合并实现快速成长。
这项研究还提示我们,即使位于星系郊区,黑洞仍可通过喷流等形式显著影响宿主星系的环境,例如向星际介质注入能量、扰动气体动力学过程、调节恒星形成率等。这意味着黑洞–星系协同演化可能具备比传统“中心引擎”模型更为复杂的图像,黑洞在星系演化中所扮演的角色需被重新审视。
该研究实现了从理论预测到直接观测的关键跨越,标志着我们对黑洞行为及其宇宙学意义的研究进入新阶段。随着下一代射电望远镜(如SKA、ngvla等)投入使用,探测灵敏度和空间分辨率将大幅提升,有望系统性地开展偏核黑洞的巡天观测,甚至解析出亚秒差距尺度的微小喷流结构,从而推动该领域进入大规模的统计研究阶段。
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