两个黑洞并合,爆发出强烈的引力波,将并合形成的新黑洞抛出星系,速度可达每秒上千千米。这可不是超级计算机模拟出来的假想场景,最新的发现表明,这种极端“驱逐”事件在我们的银河系中确实发生过。
如果两个黑洞并合,产生的引力波会以光速向外传播。不过,这些引力波并非传向四面八方,而是主要集中在一个方向向外发射,因此黑洞就会像发射过炮弹的炮身一样,朝相反的方向反冲。结果就是,这个黑洞被逐出了星系中心。如果反冲速度足够高,黑洞就可能完全摆脱所在星系的引力束缚。德国马普地外物理研究所的斯特凡尼•科莫萨(Stefanie Komossa)领导的天体物理课题组发现了第一颗被逐出星系的黑洞。他们通过直接观测证实,这颗距离地球100亿光年、质量相当于几亿颗太阳的黑洞,正以每秒2,650千米的速度被逐出星系。这颗黑洞正从周围的吸积盘中吞噬气体,从而发出各种辐射,让科学家能够观察到它。盘中的气体足够这颗黑洞继续吞噬大约数百万年。
这项新发现很重要,因为它间接证明黑洞确实会并合,而且并合有时确实会产生巨大的反冲。不过,由此得出的另一项推论就是,必然有一些星系中心没有黑洞,也必然有一些黑洞永远游荡在星际之间的虚空之中。这又会引发一系列新问题:宇宙早期星系和黑洞是共同形成及演化的吗?是否存在一类星系在演化过程中失去了星系中心的黑洞?果真如此的话,这些星系随后的演化与那些仍然拥有中心黑洞的星系又有什么不同?
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