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您可能会认为 ， 在等于太阳质量300万倍的超大质量黑洞周围存在物体将是困难的 。但是星系J0437 + 2456确实做到了这一点 。这是怎么做到的呢？
答案可能是：另一个超大质量黑洞的存在 。
我们认为 ， 每个大星系中心都有一个超大质量的黑洞 ， 其质量是太阳质量的几百万甚至数十亿倍 。 总的来说 ， 我们也希望这个怪物位于星系的正中央 。 我们称其为动态中心 ， 是银河系中所有其他物体围绕其旋转的点 。 Sgr A *确实如此 ， 它是银河系中心的黑洞 。在近红外哈勃太空望远镜的影像中看到的螺旋星系SDSS J043703.67 + 245606.8 ， 具有一个相对于星系本身移动的中央超大质量黑洞 。 图片来源：NASA / ESA / STScI / 珍妮·格林
但每个地方都是这样吗？我们知道 ， 重力较小的较小星系可能具有偏移的黑洞 。 但在那些情况下 ， 黑洞通常重量较轻且更容易移动 ， 很可能是星系与另一星系碰撞时产生的 。 这会造成重力破坏 ， 使黑洞偏离中心 。
在更大的星系中有可能吗？为了找出答案 ， 几年前 ， 一组天文学家做了一件有趣的事情 。 如果黑洞正在远离银河系的中心移动 ， 那么相对于我们 ， 黑洞和银河系将具有两个不同的速度 。可以将它想像成坐公交车的乘客站起来 ， 沿着过道向后走 。 如果你站在公共汽车后面 ， 它可能会以每小时50公里的速度离开你 。 但由于乘客自身的运动 ， 乘客将以每小时48公里的速度移动 。
获得星系的整体速度并不难 。 进行频谱测量可以通过多普勒频移为您提供速度 ， 并且可以通过观测恒星、气体云等来实现 。 但是 ， 您如何测量黑洞的速度？
带吸积盘和喷嘴的黑洞
【银河系|是谁在遥远的星系中心丢了一个超大质量的黑洞？】
艺术家对黑洞的构想是 ， 物质在吸积盘中盘旋 ， 一团物质从其上喷出 。 图片来源：NASA / 加州理工学院
这些黑洞中有一些是活跃的 ， 这意味着它们正在积极地吞噬材料 。该物质在黑洞周围形成一个圆盘 ， 由于内部摩擦 ， 该圆盘变得非常热 。 物质中的一部分实际上是水蒸气 ， 即水分子 。物理的奇异使他们能够像微波激射器一样在微波中发光 ， 这相当于激光的微波 。 这些光源非常强大（在这种情况下它们被称为超大质量光源 ， 非常酷不是吗？） ， 并且可以以非常特定的波长发射这种光 。 它们是如此强大 ， 可以从数亿光年的距离中被检测到！由于这种材料在黑洞周围盘旋 ， 因此测量该光的多普勒频移将为您提供黑洞本身的速度 。
如果黑洞位于星系中心并且不移动 ， 则星系和黑洞的速度将相同 。 他们观察到有九个星系确实如此 ， 但是一个名为SDSS J043703.67 + 245606.8（简称为J0437）的星系却不是这样 。 他们测算出了差异 ， 却很难确定 。
快进到现在 。 该团队的许多成员重新观察了J0437 ， 获得了更好的观察结果并使用了更精确的分析方法 。 他们使用巨大的Arecibo射电望远镜（在它不幸消亡之前）观察氢气 ， 使用Gemini望远镜以及一系列称为甚长基线干涉测量法（VLBI）的射电望远镜观察恒星和其他种类的气体 ， 精确度激增 。
他们发现该星系确实以每秒约4860-4900公里的速度远离我们（由于宇宙的膨胀） ， 而黑洞却以仅4809公里/秒的速度远离我们 。 那比银河系慢得多！ 换句话说 ， 黑洞正以大约50 千米/秒的速度在银河系内部移动 ， 这非常快 ， 特别是考虑到其质量为300万太阳 。
融合黑洞
艺术家描绘了两个黑洞互相围绕 ， 旋转不对齐 。图片来源：LIGO / 加州理工学院 / MIT /索诺马州立大学
是什么原因造成的？三个原因：黑洞可能在具有另一个大黑洞的二元系统中 ， 并且当它绕其绕行时 ， 我们正在看到该速度 。 像这样的双子黑洞应该很常见 ， 但是很难检测到 。 如果真的是这种情况 ， 那就很酷了 。
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