75億光年外,有什麼東西似乎逃離了星系,哈勃疑似拍到尾跡

在距地球大約75億光年的深空,天文學家利用哈勃望遠鏡發現了一條明亮條紋,這條條紋的長度約為銀河系直徑的兩倍--20萬光年左右。

75億光年外的明亮條紋
后續的觀測表明,這條條紋的存在可能是一個 逃離星系的超大質量黑洞。
目前這項研究正在接受同行評審。

論文截圖
星系中心的黑洞天文學家將黑洞分為三種類型,分別是 恒星級黑洞、 中等質量黑洞以及 超大質量黑洞。
超大質量黑洞指的是質量超過100萬倍太陽質量的大型黑洞。
這種黑洞我們 一般都是在星系的中心發現。
現在基本的認知也是這樣:幾乎每個星系的中心,都存在著一個超大質量黑洞。
比如我們所在銀河系的中心,有一個質量大約430萬倍太陽質量的黑洞。

事件世界望遠鏡拍攝的銀河系中心黑洞
還有M87星系中心有一個大約65億倍太陽質量的超大黑洞。

事件世界望遠鏡拍攝的M87星系中心黑洞
不過有的星系也存在例外, 它們的中心不止一個超大質量黑洞。
像距離我們大約35億光年的,一個被稱為OJ287的星系。還有位于蛇夫座,距離我們約4億光年的NGC 6240星系。在它們的中心,我們是發現了兩個超大質量黑洞的存在。

哈勃望遠鏡拍攝的NGC 6240

NGC 6240中心
這樣的現象應該是星系合并時所造成。
星系合并時,它們中心的黑洞彼此相遇,從此互繞纏綿形成雙黑洞。

星系合并演示
但隨著時間的推移,雙黑洞最終也會合并為一顆新的更大的黑洞,從而演化為宇宙最常見的星系。
這樣的結果也是最為常見的一種。
然而,宇宙卻存在著許多意想不到的事情。
特殊的星系合并在長久的觀測中,天文學家發現有一些星系很特殊,在它們的中心, 并不存在超大質量黑洞。
比如,距離我們大約30億光年,一個編號為A2261-BCG的橢圓星系,這個星系的直徑,預估是長達約100萬光年,約為銀河系直徑的10倍,如此的體積,也使得它是星系團中最亮的一個。
但,不同尋常的卻是,在它的中心天文學家并沒有發現超大質量黑洞的存在。

A2261-BCG(明亮的橢圓星系)
這是為什麼?
目前的認為是這樣的,這些星系的超大質量黑洞可能由于某種原因,逃離了星系。
是什麼原因呢?
應該是星系合并時, 把黑洞彈射了出去。

星系合并彈射黑洞演示
星系在合并時,可能會存在兩種等級不同的超大質量黑洞,也就是一個大一個小,當它們合并時,會以引力波的形式釋放能量,大小的不同,會造成引力波的不平衡,所以當它們最終合并為一個新的更大的黑洞時,這種不平衡的引力波,可能就會將這顆新形成的黑洞踢出星系。
那麼到底是不是這樣?
在2017年的時候,天文學家觀測了一個名為 3C186的類星體, 類星體就是一種活躍的星系核,它是超大質量黑洞吸積物質時而形成,所以它的本身,也就是星系中心的超大質量黑洞。

哈勃拍攝的3C186
2017年,天文學家觀測這個類星體時發現, 這個類星體并不在星系的中心,它是在距星系中心大約35000光年的地方,這似乎表示,它是一個正在逃離的超大質量黑洞。
所以這個發現貌似可以為那個說法提供證據。
但天文學家并不滿意這次的觀測,因為還有另一種可能。
類星體是一種非常明亮的天體,它的光度可以掩蓋宿主星系的光,那麼這樣的結果也可能是: 3C186是在一個更暗星系的中心,只是我們沒有發現它。
所以,這個發現,我們并不能確定,它是一顆被踢出星系的超大質量黑洞。
但這次的研究卻不一樣,這次的研究有很大的可能是一個逃離星系的超大質量黑洞。
神秘的條紋RCP28是距離我們大約75億光年的一個矮星系,天文學家在觀測它時偶然發現它周圍存在一條筆直且明亮的條紋,這條條紋的亮度大約是星系亮度的40%。

條紋與星系RCP28相連接
起初天文學家以為這個可能是 超大質量黑洞形成的相對論性噴流,就像M87星系中心的噴流那樣。

哈勃拍攝的M87星系噴流
但詳細的觀測,這條條紋并不是這樣。
第一,它的光線特征是為恒星的光,而非等離子體光帶特征。

條紋特寫
像在這張圖中,研究人員區分出了一些結塊,K1,K2和K3,它們的特征與恒星很像,而非等離子體。
第二,它的形狀是靠近星系的一側寬,而遠離星系的一側則窄,這與噴流的特征剛好相反。

條紋形態
還有就是它的長度,就像我們前面所說, 是長達20萬光年。如此的長度,它的亮度還沒有衰減。
所以這些特征都表明,它并不是超大質量黑洞所形成的相對論性噴流。
那麼,它是什麼呢?
研究發現,它是恒星所形成的一條光帶,也就是,它是一串串恒星的排列。
那恒星為什麼會如此排列。
答案可能與逃離的超大質量黑洞有關。
黑洞具有極強的引力,它的引力可以讓附近的物質向它聚集,而超大質量黑洞的引力聚集,則可以讓一些星云快速的凝聚,加速恒星的形成。
所以這樣一條筆直的恒星帶,很可能就是超大質量黑洞移動時的引力,加速了途中恒星的產生,從而形成了一條明亮的條紋。

黑洞逃離星系示意圖
根據恒星的年齡以及條紋長度,研究人員估算,這顆黑洞的移動速度可能在 每秒約1600公里左右,這是遠遠超越人類探測器所能達到的速度。
這樣的結果應該就是 黑洞合并時造成的彈射。
所以如果這個觀點得以驗證。
那麼這將是人類第一次明確的證實, 超大質量黑洞黑洞可以逃離星系的中心。
成為宇宙中的 流浪者。


[圖擷取自網路,如有疑問請私訊]

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