黑洞会弃船逃逸，漫游到其他星系吗？如果真是这样，那么一个名为 NGC 1277 的星系核心可能就藏匿着一个逃犯。2012 年，天文学家在它的中心发现了一个超大质量黑洞，质量相当于 170 亿个太阳——是已知质量最大的黑洞。通常，如此巨大的黑洞应该存在于更大的星系中，这表明 NGC 1277 的过去有些不寻常。两位天文学家有一个想法：如果这个黑洞是在数十亿年前的星系碰撞中被喷射出来后被捕获的呢？
事实上，这个黑洞可能来自一个更大的附近星系。数十亿年前，两个星系——每个星系的核心都携带一个黑洞——猛烈碰撞，形成了名为 NGC 1275 的巨大星系。在碰撞过程中，中心黑洞螺旋式地合并，然后反冲到星系际空间。这个新形成的无家可归的黑洞在英仙座星系团中游荡，直到 NGC 1277 足够靠近，并在引力上将其捕获。“这只是推测，但这是一个有趣的故事，”德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家 Gregory Shields 说，他是《天体物理学杂志快报》上提出这一情景的论文的主要作者。“你不需要发明任何新的物理学。你只需要幸运地遇到较小的星系。”
计算机模拟表明，当两个黑洞合并时，引力能量的不均匀辐射会给产生的黑洞一个“踢力”。在星系中心发现的超大质量黑洞的情况下，这种“踢力”可以以高达每秒 5,000 公里的速度发射合并后的黑洞——速度足以使其离开宿主星系。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
受这些模拟的启发，Shields 开始与加拿大 Quest 大学的天体物理学家 Erin Bonning 合作，寻找孤立的黑洞。“我们研究了这样一种可能性，即当黑洞像这样被喷射出来时，它可能会拖着一个长长的气体盘，并在飞出原始星系的同时继续以气体为食。” 黑洞和气体的结合体将形成一个自由漂浮的类星体：一个由超热气体围绕巨大黑洞螺旋运动驱动的明亮辐射引擎。
尽管他们尚未发现任何在星系之间游荡的类星体，但这个想法从未消失。“这是一个非常迷人的过程，你不得不一直思考它，”Shields 说。当 2012 年宣布在 NGC 1277 中发现一个超大黑洞时，Shields 注意到了。“当我读到那篇文章时，我立刻想到[这个黑洞]是在一个更大的星系中形成的，然后被踢出来的。”
卡尔·格布哈特，另一位德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家，也是 NGC 1277 黑洞的共同发现者，对此持怀疑态度：“这是一个非常有趣的想法……但这需要很多运气。” 为了让 Shields 的情景奏效，需要发生三件事：黑洞合并，从另一个星系（NGC 1275）中踢出，然后被 NGC 1277 捕获。这些事件中的每一个单独发生的概率都很低。但在浩瀚的宇宙中，即使是不太可能发生的事情也会不时发生。“这个星系很奇怪，”格布哈特说，“所以一个可能的解释也很奇怪可能并不令人惊讶。”
弄清楚到底有多奇怪需要观察许多其他星系。“如果没有任何其他星系拥有如此巨大的黑洞，”格布哈特解释说，“那么一个概率非常低的事件可能是一个有效的解释。” 然而，如果事实证明超大黑洞并没有那么不寻常，那么肯定还有其他原因。 NGC 1277 可能曾经是一个更大的星系，并且在一次近距离碰撞中被剥离了许多恒星和大量气体。或者，黑洞可能从一个大型星系中射出，并拖走了该星系的核心。然而，天文学家能想到的每一种情景都始于黑洞起源于一个更大的星系。
弄清楚巨大的黑洞来自哪里可能有助于了解星系是如何演化的。天文学家早就知道，超大质量黑洞及其宿主星系相互影响。随着星系通过连续碰撞而形成，黑洞也在增长。一个巨大的黑洞可以通过吸入原本会用于形成新恒星的气体而发光成为类星体。然后，气体沿着数千光年长的喷流喷射出来，切断星系的恒星形成。“人们正在看到黑洞、它作为类星体释放的能量以及星系自身持续演化之间的共生关系，这是一种可以产生重大双向影响的伙伴关系，”Shields 说。“因此，我们想了解黑洞是如何在星系中产生的。”