在遥远星系周围的气体中发现的痕迹可能是指向失控超大质量的确凿证据。
基于对传播超过 75 亿年到达我们的光的分析，一组天文学家提出了 3900 万年前从其宿主星系中喷射出的巨大物体的证据，该物体现在正以每秒 1,600 公里（994 英里）的速度穿过星系际空间。
尽管黑洞本身是看不见的，但它的尾迹却不是：脆弱的星际介质中留下的冲击波在压缩气体中留下了恒星形成的痕迹。该团队的工作展示了我们识别静止超大质量物体的一种方法从星系中弹射出来，在星系际空间中隐形且不受束缚地变焦。
该研究由耶鲁大学天体物理学家 Pieter van Dokkum 领导，已被天体物理学杂志通讯并可在预印本服务器上获取arXiv。
超大质量黑洞可以从其星系中喷射出来的想法实际上并不那么奇怪。事实上，天文学家已经发现他们认为可能是什么多种的被弹出（尽管还没有一个星系穿越到星际空间），甚至有一个星系似乎是共。
但这些超大质量黑洞都有一个共同点：它们都是活跃的，这意味着它们被一团物质云包围，这些物质正在落入它们张开的厄运之口。这个过程会产生大量的热量和光，这使得它们更容易被发现。
但并非所有黑洞都是活跃的。而那些在吃零食的间隙静静地做自己的事情，只是闲逛做自己的事情的人，不会发出我们可以检测到的光，因此基本上对我们的技术来说是看不见的。
然而，像超大质量黑洞这样重的物体——质量是太阳的数百万到数十亿倍——仍然可能留下我们可以发现的痕迹。这就是范多库姆和他的同事提出的建议：可以在环绕星系的气体（称为环星系介质）中检测到喷射的超大质量黑洞的踪迹。
这一发现是在其他调查过程中发现的。研究人员正在使用哈勃望远镜来研究一个距离更近的矮星系，称为 RCP 28。正是在这张图像中，他们发现了一些可能只是失控的超大质量黑洞的踪迹。
图像显示一条明亮的条纹直指不规则星系的中心。最初，研究人员认为这是宇宙射线，但它出现在用于处理图像的两个滤镜中。因此，2022 年 10 月，他们使用凯克天文台拍摄了后续图像，以计算银河系和条纹。这给了它们一个大小：这条条纹的长度超过 200,000 光年。
分析表明，星系和条纹具有相同的红移，这意味着它们很可能相互关联，并且条纹和星系具有相同的颜色。该团队从未见过这样的事情。
更仔细地观察，他们发现条纹的颜色或亮度不均匀。它还显示出强电离和冲击区域的迹象。一些电离可以用非常年轻、炽热、大质量恒星的存在来解释；这与天体物理冲击是一致的，天体物理冲击往往会压缩气体并导致气体团块在重力作用下塌陷，形成婴儿恒星。
从星系中心出现的光条纹并不罕见。这些通常是天体物理喷流，是从活跃的超大质量黑洞的极地区域发射的、以接近光速行进的强大而狭窄的等离子体流。不过，研究小组发现的条纹并没有显示出天体物理喷气机的任何特征。
研究小组推测，喷气式飞机的通过可能在其尾迹中留下了恒星形成的痕迹；但图像中的条纹与记录中任何观察到或模拟的喷流诱发恒星形成的实例都不相符。
事实上，观察到的条纹恰好与天文学家对气体射流的预期相反。在距星系最远的地方最强，那里的物质较少，在距离较远的地方较窄，而不是像喷流一样散开。
研究小组认为，最好的解释是一个失控的超大质量黑洞，在穿过银河系介质时扰动和压缩它，从而留下恒星的形成。
您可能想知道什么可以将超大质量黑洞从其星系中喷射出来，答案是：另一个超大质量黑洞。或者两个。在研究人员的设想中，两个星系曾经合并过。这些星系核心的超大质量黑洞聚集在一起形成一个双超大质量黑洞，并保持这种状态一段时间。
然后出现了第三个星系，其中的超大质量黑洞沉入了新合并的三个星系的中心，导致了被称为“三体相互作用”的现象。希尔斯机制它以高速将其中一个黑洞抛开。
未来跨多个波长的观测将能够帮助天文学家弄清楚情况是否确实如此。同时，由于该功能如此独特，其他示例应该相对容易找到，特别是对于功能更强大的仪器，例如即将推出的红外线。
“我们认为，这一专题是失控的 SMBH 的后遗症，依赖于过去 50 年来就此主题撰写的少量论文，”研究人员在论文中写道。
“这一领域可以从进一步的理论工作中受益，特别是因为这些论文提出了尾流的各种形成机制。对冲击进行建模并考虑重力效应的流体动力学模拟可能会将这些初步研究整合到一个自洽的框架中。”
该研究已被接受发表于天体物理学杂志通讯，并且可以在arXiv。
