三个流浪黑洞揭示星系难民隐秘生活

天文学家本周发表了三项独立研究,共同描绘出一幅关于流浪黑洞的新图景:这些天体有的被逐出了自己的星系家园,有的撕裂了路过的恒星,还有的跨越数十万光年干扰了邻近星系。

首次清晰观测到流浪黑洞

研究人员首次获得了一个超大质量黑洞在星系合并过程中被逐出其宿主星系的清晰观测数据。该天体被命名为 TDE 2025abcr,通过一种基于历史潮汐瓦解事件光变曲线训练的机器学习算法检测获得,该算法应用于兹威基瞬变设施自 2025 年 8 月以来的数据。

这个黑洞的质量约为 100 万个太阳质量,如今在缺乏显著恒星晕的情况下四处游荡。它的母星系(本身是一个与银河系大小相当的天体)与一个更大的星系发生了合并,后者中心黑洞的质量约为 10 亿个太阳质量。合并过程中的引力相互作用将较小的黑洞剥离了出去。

这项由马里兰大学的罗伯特·斯坦因领衔的发现,通过智利南方天体物理研究望远镜的光学光谱以及美国宇航局尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台的 X 射线和紫外数据得到了确认。随后使用夏威夷凯克望远镜和詹姆斯·韦布空间望远镜进行的跟踪观测,探测到了该潮汐瓦解事件的红外辐射,这可能表明仍有稀疏的残余恒星团束缚在这个流浪黑洞周围。

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加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的基肖尔·帕特拉负责领导韦布望远镜的后续观测工作,他表示这是人类首次能够清晰观测到潮汐瓦解事件的内在红外辐射。

该研究结果发表于《天体物理杂志通讯》及 arXiv 预印本平台(2604.16093v1)。

斯威夫特捕捉到孤儿黑洞撕裂恒星

在另一项独立探测中,美国宇航局的斯威夫特天文台观测到一个超大质量黑洞正在吞食一颗恒星,该恒星位于其宿主星系中心以外超过 3 万光年处。宿主星系位于鲸鱼座,距离地球 7.5 亿光年。这个同样约为 100 万太阳质量的黑洞,在紫外波段短暂地压过了整个宿主星系的光芒,辐射能量相当于约 100 亿个太阳。

该事件于 2025 年 11 月首次被兹威基瞬变设施的人工智能算法标记,该算法自动将其识别为一次可能的潮汐瓦解事件,尽管其位置异常偏离星系中心。SOAR 望远镜随后提供了光谱确认。

同样领导这项研究的斯坦因表示,研究团队正在寻找恒星撕裂事件,以此作为发现那些从星系核心流浪出来的、否则不可见的超大质量黑洞的途径,而这一发现验证了这种新技术。

这个黑洞可能是三个或更多合并星系之间引力相互作用的结果而被逐出的,也可能属于一个目前正在与更大宿主星系合并的矮星系。该论文发表于《天体物理杂志通讯》。

斯威夫特目前正在等待计划于 2026 年夏季进行的轨道提升。一旦恢复正常运行,它有望继续搜寻更多偏离星系中心的黑洞。维拉·C·鲁宾天文台和南希·格雷斯·罗马太空望远镜即将开展的巡天观测预计将大幅扩充样本数量。

钱德拉发现黑洞喷流搅动”红土豆”星系

第三项研究利用美国宇航局的钱德拉 X 射线天文台揭示,一个超大质量黑洞的喷流正在抑制一个昵称为”红土豆”的邻近星系中的恒星形成。该星系的正式编号为 MQN01 J004131.9-493704,距离地球 117 亿光年,人类观测到的是宇宙约 20 亿岁时的模样。

红土豆星系位于早期宇宙星系网的交叉点上,周围环绕着本应积极孕育恒星的寒冷稠密气体,但实际却并未发生恒星形成。钱德拉探测到来自约 20 万光年外一个邻近星系的超大质量黑洞喷流,恰好指向红土豆星系。喷流将能量注入气体中,使其升温并阻止其坍缩。

米兰-比可卡大学的王伟晨领导了这项研究,他表示恒星的形成并未像预期那样进行,因此研究团队开始探寻原因,结果发现这间宇宙厨房里可能有一位”厨师”。

该研究于 7 月 7 日发表在《天文学与天体物理学》期刊上,是首批探索早期宇宙中不形成恒星的星系周围气体行为的研究之一,同时展示了某个星系中的活跃黑洞如何调节邻近星系中的恒星形成。

婷 翻译

来源:ScienceNASA/SwiftSpace.com/Chandra

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