本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
上周四，我的同事约翰·马特森描述了一个非常惊人的星系，它有点不浪漫地被称为 BX442。它拥有宏伟的螺旋图案，而它的数百个星系同类却显得笨拙和畸形，这是一个独特而特殊的异常现象，这向许多天文学家表明宇宙风车是短暂的艺术形式，就像藏族沙坛城一样。约翰的文章促使我谈论几乎同一历史时期一幅同样引人注目的图像。
它显示了一个星系，星系中充满了巨大的气体团块，其中至少有三个（标记为 A、B 和 D）被强烈电离，以至于它们必须包含质量为 300 万至 2000 万个太阳质量的巨型黑洞。这样的三胞胎是罕见的，更值得注意的是，没有碎片痕迹或其他迹象表明该星系是几个星系碰撞的产物。显然，所有三个黑洞都是本土产生的，这是已知的第一个在同一星系中形成多个巨型黑洞的例子。凯文·肖温斯基和他的同事去年秋天发表了这张哈勃太空望远镜图像，他在 1 月份的美国天文学会会议上告诉了我这件事。
通常，当天文学家惊叹于超大质量黑洞时，他们会专注于那些可以追溯到宇宙历史最初十亿年的黑洞。那些古老的黑洞在很短的时间内就达到了惊人的规模。天文学家珍妮·格林在我们 1 月刊中指出，它们增长的速度如此之快，意味着它们很可能是通过巨大的气体云的直接坍缩形成的。如果采用通常的多步骤过程（恒星诞生、恒星死亡、死亡的恒星坍缩成黑洞、黑洞聚集）来形成这些黑洞，可能需要太长时间。
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但是，肖温斯基团队的发现提出了相反的问题。该星系的宇宙红移为 1.35，对应的宇宙年龄为 45 亿年，足够黑洞长大的时间了。如果说有什么问题的话，那就是时间太长了。超大质量黑洞的形成时代应该早已结束。此外，这些黑洞很重，应该都已经沉到星系的中心并融合为一个。因此，这三胞胎表明黑洞仍在继续形成。或许多步骤过程仍然在起作用。
容纳黑洞的气体团块虽然看起来不那么优雅，但它们本身就令人着迷。我们自己的星系也有巨大的星际气体云，但这些团块是不同数量级的巨型。它们跨越数千光年，包含多达 10 亿个太阳质量，它们之于我们星系的气体云，就像木星之于地球。天文学家在 90 年代中期开始注意到它们，当时哈勃望远镜、凯克望远镜和其他望远镜开始拍摄红移超过 1 的星系的照片。人们最初的本能是将团块状星系视为星系碰撞的后果，但事实证明，它们是星际气体凝固的星系。
当时的星系包含的气体比例要大得多，质量占比为 10% 到 50%，而今天的银河系只有几个百分点，气体受到来自星系际空间的巨大河流的搅动（如右侧艺术家概念图中的流动）。气体没有被动地依靠其他物质的引力，而是主动地重塑了星系。它在自身强大的重力和强烈的湍流运动下分裂，将恒星带在其中，并且大多数团块最终创造了巨型黑洞。
团块状星系具有与银河系大致相同的质量、大小和数量。它们通常具有扁平的圆盘形状，并且正如 BX442 所显示的，它们具备形成螺旋图案的所有先决条件。因此，它们似乎代表了像我们银河系这样的系统的湍流青春期。天文学家弗雷德里克·布尔诺说：“所有这一切都表明，它们是典型的类银河系螺旋星系的前身。”
听到天文学家淡化主要星系碰撞的重要性，就像听到钟摆摆回的吱吱声。我开始科学写作职业生涯的近 20 年前，天文学家带着新皈依者的热情接受了碰撞。事实上，他们已经证实了大规模堆积对于创造非常大的星系的重要性。但他们现在认为，大多数星系的演化、恒星形成和超大质量黑洞的增长是由内部过程和偶尔来自小规模近距离星系遭遇的搔动驱动的，就像可能启动了 BX442 中螺旋图案的假想迷你星系一样。例如，左侧图像中的星系都具有活跃的超大质量黑洞，但只有左上角的星系正在经历大规模碰撞（这是 28 个样本中唯一的例子）。星系的美丽不需要来自外部的推动。它来自内部。