科學家發現超大黑洞在宇宙中“高速穿行”

據美國趣味科學網站3月18日報道,一個超大質量黑洞正以每小時11萬英里(約合17.7萬公里)的速度在宇宙中高速穿行,發現這個黑洞的天文學家卻不知道該現象背後的原因。

報道稱,這個黑洞質量大約是太陽的300萬倍,它正在快速穿過約2.3億光年以外的J0437+2456星系中心。科學界一直有理論認為黑洞可能移動。但這種運動很少見,因為黑洞巨大的質量需要同樣巨大的力來使它移動。

該研究的負責人、哈佛-史密森天體物理學中心的天文學家多米尼克·佩斯塞在一份宣告中說:“我們預計大多數超大質量黑洞不會移動,它們通常只是無所事事地待著。”

報道稱,在對這種不常見的宇宙現象開始研究時,研究人員將10個超大質量黑洞的速度與它們所在星系的速度進行了比較。他們把重點放在吸積盤內有水的黑洞上。吸積盤是黑洞周圍軌道中的螺旋狀宇宙物質集合。

為什麼要關注吸積盤內有水的黑洞?當水圍繞一個黑洞執行時,它會與其他物質碰撞,而構成水分子的氫原子和氧原子周圍的電子會被激發到更高的能量水平。當這些電子回到基態,它們會發出一束類似鐳射的微波輻射,稱為“激微波”。

利用紅移宇宙現象,天文學家能夠觀測來自吸積盤的“激微波”在多大程度上偏離了已知的固定頻率,從而測量出黑洞的移動速度。在紅移中,離去的天體光波長會拉長。

研究人員利用不同望遠鏡獲得了更多觀測結果,並採用一種名為“甚長基線干涉測量”(VLBI)的技術將所有觀測結果結合起來。通過這項技術,研究人員可以將多個望遠鏡影象結合起來,讓它們看起來像非常大的望遠鏡捕捉到的影象。通過這種方式,科學家可以精確地測量黑洞的速度。

研究人員用於這項實驗的望遠鏡之一是阿雷西博射電望遠鏡。由於2020年12月裝置平臺坍塌並撞毀了該望遠鏡的反射盤,該望遠鏡已經報廢。

在他們測量的10個黑洞中,9個處於靜止狀態,1個則在移動。儘管每小時11萬英里的速度很快,但它卻不是速度最快的超大質量黑洞。2017年,科學家們在《天文和天體物理學》週刊上報告說,他們觀測到一個超大質量黑洞以每小時500萬英里的速度在太空中疾馳。

研究人員不知道什麼能讓如此重的天體以這麼快的速度移動,但他們提出了兩種可能性。

美國國家射電天文臺的射電天文學家吉姆·康登在一份宣告中說:“我們可能觀測到了兩個超大質量黑洞合併的後果。這種合併的結果可能導致新生黑洞突然後退,我們可能正是觀測到了它的反衝,或者它正要重新安頓下來的情形。”

天文學家考慮的另一種可能性要小得多,也更新鮮:這個超大質量黑洞可能是一對黑洞中的一個,而天文學家尚未觀測到另一個黑洞。

佩斯塞說:“儘管科學家認為它們應該以一定數量存在,但科學家一直很難找到雙超大質量黑洞的明確例子。我們在J0437+2456星系中看到的可能就是這樣一對黑洞中的一個,另外一個黑洞難以觀測到,因為它缺乏‘激微波’放射。”

如果這個黑洞受到了我們看不見的一個更大黑洞的拖拽,這可以解釋為什麼它以這麼快的速度旅行。但我們還需要進行更多觀測才能找到謎底。

該研究小組3月12日在《天體物理學雜誌》網站上發表了相關研究成果。

科學家發現超大黑洞在宇宙中“高速穿行”

人類史上首張黑洞照片。(新華社)

來源:參考訊息網

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