期刊導航
JWST 證實：首個超大質量黑洞撕裂太空
偶爾會有恒星天體像白兔一樣飛馳穿越太空，極度遲到，錯過了非常重要的約會。
現在，天文學家首次確認了超大質量天體黑洞至少是太陽質量的1000萬倍，卻以驚人的速度954公里（593英里/秒）從宿主星系中彈出——這相當于光速的0.32%。
不是有史以來觀測到的失控恒星天體但將如此巨大的質量黑洞以如此快速撕裂穿越環星系介質所需的強大引力，實在令人難以置信。
黑洞，現在被命名為RBH-1，首次報道于2023年——一個以75億年光速旅行的巨大物體，在太空中尖叫著，擁有巨大的弓部震動在它前方，還有一條延伸20萬光年的恒星形跡。
當時，線索似乎清晰地描繪出一個逃跑的畫面。現在，耶魯大學天體物理學家彼得·范·多庫姆領導的后續觀測中，利用JWST近紅外近紅外望遠鏡確認了這一現象。RBH-1確實正穿越其星系的最外緣，朝著星際空間飛去。
事情的發生方式可能更令人興奮。研究人員認為，促使RBH-1穿越時空的事件很可能是引力反沖來自超大質量黑洞合并。
“這些結果，”他們寫作預印本上傳到 arXiv“確認尾流是由超音速失控的超大質量黑洞驅動的，這是引力波反沖或多體從銀河系核拋射的長期預測后果。”
超大質量黑洞它們往往像蜘蛛和蛛網一樣相互關聯。星系圍繞黑洞聚集和生長，其演化受中心巨大核黑洞的引力和行為影響。
這并不意味著黑洞必須停留不動。根據理論，足夠大的擾動可以將黑洞驅散，使其在宇宙中游蕩，只有一小團物質云緊緊抓住，無法阻擋。
天文學家們聚集在一起證據充足多年來對這一機制的了解。其中包括多名候選人脫逃超大質量黑洞被噴射出來來自它們星系的中心，一個具有第二個超大質量黑洞在其邊緣，甚至有一個星系似乎是缺少其超大質量黑洞完全是。
模擬還表明，應該有相當大的大量流氓超大質量黑洞在星際空間的黑暗中，隱形潛伏著。
為了確認RBH-1是否確實如最初觀測中所見，van Dokkum及其同事利用JWST繪制了黑洞前方弓激波的速度分布圖，該激波沖擊進入并壓縮環繞星系的稀薄氣體和塵埃，這些介質環繞宿主星系的稀薄氣體和塵埃。
基本上，整個結構——弓形沖擊波、黑洞以及后方的恒星形成軌跡——都略微傾斜向我們，黑洞更近，軌跡更遠。這種朝向的巧合使研究人員能夠測量船首激波中受沖擊加熱氣體的光。
當物體向我們移動時，其光的波長會略微壓縮到光譜中較藍的一端——這一現象被稱為藍移.研究人員測量了船首沖擊前后的藍移，發現了顯著且突兀的速度差異。
沖擊前沿后方的物質速度比前方材料快600公里每秒，兩者之間僅有極小的距離。他們還發現，船首激波外緣周圍的氣體在流離我們時發生了紅移。
研究人員發現，這種整體結構只能由高速、質量巨大的物體以約954公里每秒的速度沖向前方形成。
接下來的問題是：這到底是怎么發生的？在他們的發現論文研究人員提出，這一機制很可能是三個超大質量黑洞之間由星系合并而聚集的三體引力相互作用。
隨著更精確的測量結果，他們現在認為最可能的解釋是兩個超大質量黑洞在其宿主星系合并后合并。當它們聚集形成一個超大質量黑洞時，引力能量的非對稱釋放會產生反沖力，將新形成的黑洞擊飛出去。
RBH-1的測得速度及其留下的星系質量與該過程模型完全一致。
“我們將該天體命名為RBH-1，因為它是第一個被確認失控的超大質量黑洞，”研究人員寫道.
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