大质量黑洞并非总在星系中心，这项研究获得“流浪黑洞”直接观测证据

传统印象中，大质量黑洞往往“盘踞”在星系中心。但越来越多的观测表明，某些黑洞并不老老实实待在星系中心，而是偏离核心，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。

中国科学院上海天文台安涛研究员带领的国际团队，在一个距离地球约2.3亿光年的矮星系里，最新发现了一个“不安分”的黑洞。它没有待在星系核心，而是偏离中心约3千光年，并且喷射出射电喷流。这项发现进一步强化了“黑洞增长并非仅限星系中心”的认识，也为理解早期宇宙中超大质量黑洞的快速生长提供了新视角。相关成果于2025年9月5日在线发表于《科学通报》英文版。

艺术示意图，ChatGPT参与绘制。受访单位提供

为什么“这一个”尤为重要

为什么要在矮星系里寻找“流浪黑洞”？矮星系质量小、演化历史相对简单，它们就像“宇宙化石”，保存了早期黑洞成长的线索。理论预测，星系并合后的引力波反冲或者多体相互作用，容易让黑洞在矮星系里被踢出中心，成为在星系外围游荡的黑洞。一些模拟甚至指出，相当比例的矮星系黑洞会偏离中心达到3千光年差距量级，但长期以来缺少直接、明确的观测证据。

研究团队把目光投向了一颗名为MaNGA 12772-12704的矮星系，它距离地球仅约 2.3亿光年（红移z≈0.017），呈现较弱的活动星系核特征。为了确认其本质，团队利用甚长基线阵列射电望远镜，在1.6 吉赫兹和4.9 吉赫兹两个波段开展了深度成像。团队还系统梳理了1993到2023年间的档案数据，结合其宿主星系恒星质量，经验估计黑洞质量约为30万倍太阳质量，属于中等质量黑洞范畴。综合多个观测特征，可以确认：这是一个正在活跃吸积、拥有喷流的“流浪黑洞”。论文第一作者刘媛琪助理研究员说，“流浪黑洞”虽然离开了星系中心，却依旧在向外喷射能量。

从更广阔的统计视角来看，这一发现尤为突出。论文合作者、西班牙空间科学研究所研究员Mar Mezcua强调：“尤其是在矮星系中，要获得明确的游离活动星系核观测证据极为困难，因此此类发现极为稀有。”安涛团队对600多个候选体进行了多级筛选，最终选出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。在这11个目标源的观测中，只有MaNGA 12772-12704成为目前唯一获得确证的案例。

黑洞成长的另一种路径

过去主流观点认为，大质量黑洞主要在星系中心、依托“中央气体库”集中进食而迅速长大。该研究则表明，黑洞不在中心也能稳定吸积并形成喷流。这为早期宇宙超大质量黑洞的“分布式进食/多点生长”提供了实证支撑。

“这促使我们思考，早期宇宙中的黑洞成长未必只靠在星系中心‘一口气吃胖’，也可能依赖在星系各处的零散进食与后续并合，从而在不足十亿年成长为上亿倍太阳质量的庞然大物。”论文通讯作者安涛研究员指出。此外，黑洞虽然位于“郊区”也能对宿主环境产生影响。“流浪黑洞”也能喷射出强劲的物质流，向周围气体注入能量、扰动动力学并调控恒星形成。这激发我们重新审视黑洞—星系共演化模式：黑洞不只是中心“引擎”，还可能在星系外侧悄然改写宿主的生命历程。

这项研究让“流浪黑洞”从理论猜想变为直接观测。随着下一代望远镜到来，“流浪黑洞”或许不再罕见，天文学家将有机会以更高灵敏度和分辨率进行系统巡天，探测到更微弱的射电信号，甚至直接分辨出亚秒差距级别的微型喷流，为偏核黑洞的确认和统计研究带来突破。

原标题：《大质量黑洞并非总在星系中心，这项研究获得“流浪黑洞”直接观测证据》

题图来源：艺术示意图，ChatGPT参与绘制。受访单位提供

来源：作者：解放日报 黄海华