超大質量黑洞遭母星系驅逐出境，每秒 1,000 公里失控狂奔
我們偶爾看到恆星在星系間高速「逃竄」，但沒想過有朝一日會看到遠離故鄉的超大質量黑洞：一個質量高達太陽 1,000 萬倍的超大質量黑洞被宿主星系「彈射」出去，正以每秒約 1,000 公里驚人速度穿越太空，並劃出一道壯觀恆星誕生軌跡。
超大質量黑洞通常位於星系中心，以巨大引力佔據主導地位，就像蜘蛛與牠們的蜘蛛網，星系演化受中心黑洞的重力與行為塑造。
但 2023 年，天文學家首次報告發現一個流離失所的超大質量黑洞，前方推著一道「弓形衝擊波」，後方拖著一條 20 萬光年「尾巴」，氣體在其中累積並觸發恆星形成，天文學家提出星系邊緣有第二個超大質量黑洞，星系缺失超大質量黑洞等各種解釋，甚至有模擬表明該區域存在大量流浪超大質量黑洞，無形潛伏在星系際空間。
近日，耶魯大學天體物理學家 Pieter van Dokkum 團隊利用韋伯太空望遠鏡近紅外光譜儀（NIRSpec）進行後續觀測，確認該黑洞正以光速 0.32% 的速度穿越宿主星系宇宙貓頭鷹（Cosmic Owl）最外圍，朝向星際空間飛馳，正式命名為 RBH-1。
RBH-1 被「踢出」星系的原因更加令人興奮，究竟什麼力量能將一個質量相當太陽數百萬甚至數十億倍的黑洞踢出星系？Pieter van Dokkum 指出，第一個機制為 2 個超大質量黑洞合併，過程釋放的重力輻射為新形成的超大質量黑洞帶來巨大反作用力，速度可達每秒 1,000 公里，足以將黑洞彈出。
第二種機制為三體作用，當一個星系中心存在雙黑洞（可能前次合併不完全）就與另一星系碰撞，第 3 個黑洞試圖加入雙黑洞系統，核心區域就會變得不穩定，最終導致其中一個黑洞獲得巨大動量，像像彈弓一樣被高速甩出。
令人驚訝的是黑洞暴走過程並非僅帶來破壞。韋伯太空望遠鏡數據顯示，黑洞以極高速度衝擊星系間氣體塵埃，除了在前方產生巨大衝擊波，也出現強烈壓縮效應觸發氣體雲塌縮，進而孕育出數以百萬計新恆星，也就是黑洞後方由新生恆星及氣體組成的「尾巴」。
該例子展現宇宙極端情境，如果偶爾會有黑洞被踢出，那麼星系外圍或星系際空間可能散布「漂泊黑洞」，還能一路觸發恆星形成。
（首圖來源：AI 生成）