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速度|科学家发现超大黑洞在宇宙中“高速穿行”

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参考消息网3月31日报道据美国趣味科学网站3月18日报道 ， 一个超大质量黑洞正以每小时11万英里（约合17.7万公里）的速度在宇宙中高速穿行 ， 发现这个黑洞的天文学家却不知道该现象背后的原因 。
报道称 ， 这个黑洞质量大约是太阳的300万倍 ， 它正在快速穿过约2.3亿光年以外的J0437+2456星系中心 。 科学界一直有理论认为黑洞可能移动 。 但这种运动很少见 ， 因为黑洞巨大的质量需要同样巨大的力来使它移动 。
该研究的负责人、哈佛-史密森天体物理学中心的天文学家多米尼克·佩斯塞在一份声明中说：“我们预计大多数超大质量黑洞不会移动 ， 它们通常只是无所事事地待着 。 ”
报道称 ， 在对这种不常见的宇宙现象开始研究时 ， 研究人员将10个超大质量黑洞的速度与它们所在星系的速度进行了比较 。 他们把重点放在吸积盘内有水的黑洞上 。 吸积盘是黑洞周围轨道中的螺旋状宇宙物质集合 。
为什么要关注吸积盘内有水的黑洞？当水围绕一个黑洞运行时 ， 它会与其他物质碰撞 ， 而构成水分子的氢原子和氧原子周围的电子会被激发到更高的能量水平 。 当这些电子回到基态 ， 它们会发出一束类似激光的微波辐射 ， 称为“激微波” 。
利用红移宇宙现象 ， 天文学家能够观测来自吸积盘的“激微波”在多大程度上偏离了已知的固定频率 ， 从而测量出黑洞的移动速度 。 在红移中 ， 离去的天体光波长会拉长 。
研究人员利用不同望远镜获得了更多观测结果 ， 并采用一种名为“甚长基线干涉测量”（VLBI）的技术将所有观测结果结合起来 。 通过这项技术 ， 研究人员可以将多个望远镜图像结合起来 ， 让它们看起来像非常大的望远镜捕捉到的图像 。 通过这种方式 ， 科学家可以精确地测量黑洞的速度 。
研究人员用于这项实验的望远镜之一是阿雷西博射电望远镜 。 由于2020年12月设备平台坍塌并撞毁了该望远镜的反射盘 ， 该望远镜已经报废 。
在他们测量的10个黑洞中 ， 9个处于静止状态 ， 1个则在移动 。 尽管每小时11万英里的速度很快 ， 但它却不是速度最快的超大质量黑洞 。 2017年 ， 科学家们在《天文和天体物理学》周刊上报告说 ， 他们观测到一个超大质量黑洞以每小时500万英里的速度在太空中疾驰 。
研究人员不知道什么能让如此重的天体以这么快的速度移动 ， 但他们提出了两种可能性 。
美国国家射电天文台的射电天文学家吉姆·康登在一份声明中说：“我们可能观测到了两个超大质量黑洞合并的后果 。 这种合并的结果可能导致新生黑洞突然后退 ， 我们可能正是观测到了它的反冲 ， 或者它正要重新安顿下来的情形 。 ”
天文学家考虑的另一种可能性要小得多 ， 也更新鲜：这个超大质量黑洞可能是一对黑洞中的一个 ， 而天文学家尚未观测到另一个黑洞 。
佩斯塞说：“尽管科学家认为它们应该以一定数量存在 ， 但科学家一直很难找到双超大质量黑洞的明确例子 。 我们在J0437+2456星系中看到的可能就是这样一对黑洞中的一个 ， 另外一个黑洞难以观测到 ， 因为它缺乏‘激微波’放射 。 ”
如果这个黑洞受到了我们看不见的一个更大黑洞的拖拽 ， 这可以解释为什么它以这么快的速度旅行 。 但我们还需要进行更多观测才能找到谜底 。
该研究小组3月12日在《天体物理学杂志》网站上发表了相关研究成果 。

速度|科学家发现超大黑洞在宇宙中“高速穿行”
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【速度|科学家发现超大黑洞在宇宙中“高速穿行”】人类史上首张黑洞照片 。 （新华社）

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