詹姆斯·韋伯望遠鏡證實首例超大質量黑洞「逃逸」事件

天文學家們現已正式確認了首個被證實離開其宿主星系邊界的超大質量黑洞。這項突破性的觀測結果，是透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）所獲取的數據完成的。此番確認鞏固了先前於2023年由哈伯望遠鏡首次捕捉到的初步線索，當時哈伯觀測到了一條延伸的直線結構，強烈暗示著一個巨大天體的移動軌跡。

這個被「驅逐」的星際天體，位於一對正在相互作用的環狀星系系統之中，這個系統被稱為「宇宙貓頭鷹」（Cosmic Owl）。該系統距離地球約90億光年之遙。這顆超大質量黑洞的質量相當於太陽質量的1000萬倍，其移動速度驚人，約為每秒1000公里（相當於每小時約220萬英里）。這個速度足以使其擺脫母星系的引力束縛，從而射向星系間的廣闊空間。

證實其高速運動的關鍵證據，在於黑洞前方出現了一個巨大的弓形激波（bow-shock），以及其後方拖曳著一條長達約20萬光年（即62千秒差距）的發光氣體長尾。科學家們透過精確測量這條尾巴尖端處氣體速度的梯度變化，驗證了其運動速度，該速度比地球上的音速快了約3000倍。根據土耳其方面的資料顯示，這個天體被編號為RBH-1，其估計速度約為每秒954公里。

由耶魯大學的彼得·范·多庫姆（Pieter van Dokkum）領導的研究團隊，利用JWST上的近紅外光譜儀（NIRSpec）對數據進行了進一步的驗證。他們發現，在激波前緣和後方區域之間，速度存在著約每秒600公里的顯著差異。這一發現為科學界長期以來討論的理論提供了直接的實證，即超大質量黑洞合併後會因重力波反衝（gravitational wave recoil kick）而產生不對稱的推力，從而將其中一個黑洞拋射出去。此類理論已在學術文獻中探討了長達五十年之久。

目前，這顆被拋射的黑洞已偏離其原始位置約23萬光年，預計它將在星系間空間中持續飛行數十億年。它留下的尾跡正在產生衝擊波，這些衝擊波會加熱並壓縮星系間的氣體，這或許會在移動的黑洞後方區域觸發新恆星的形成。對這個尾跡的觀測，其長度可能達到銀河系直徑的兩倍，為天文學家在未來的探測任務中尋找其他被拋射的黑洞提供了全新的觀察標誌，無疑是宇宙學研究的一大里程碑。