在我們習慣的宇宙圖景裡，大質量黑洞常被視為星系的“心臟”。但越來越多的觀測表明，某些黑洞並不老老實實待在星系中心，而是會偏離核心，在星系盤或外側邊緣地帶“游離”。這些“流浪黑洞”就像迷途的旅人，在宇宙中四處游蕩。

記者從中國科學院上海天文台獲悉，該台科研人員帶領國際團隊，在一個距離地球約2.3億光年的矮星系裡發現了這樣一個“不安分”的黑洞。它沒有待在星系核心，而是偏離中心近一千秒差距（約3000光年），並且噴射出射電噴流。此項研究由中國科學院上海天文台、中國科學院高能物理研究所，以及西班牙、瑞典、韓國等國家的多家研究機構合作完成。相關成果日前在線發表於《科學通報》英文版。

在近鄰矮星系中發現的這個“離核、原位吸積、帶噴流”黑洞，是目前紅移最低、証據最扎實的“流浪黑洞”案例之一。這項發現進一步強化了“黑洞增長並非僅限星系中心”的認識，讓“流浪黑洞”從理論猜想變為“看得見”的直接觀測，也為理解早期宇宙中超大質量黑洞的快速生長提供了新視角。

矮星系質量小、演化歷史相對簡單，它們就像“宇宙化石”，保存了早期黑洞成長的線索。理論預測，星系並合后的引力波反沖或者多體相互作用，容易讓黑洞在淺引力勢阱的矮星系裡被踢出中心，成為在星系外圍游蕩的黑洞。一些模擬甚至指出，相當比例的矮星系黑洞會偏離中心達到一千秒差距量級，但長期以來缺少直接、明確的觀測証據。

中國科學院上海天文台研究員安濤帶領的國際團隊把目光投向了一顆名為MaNGA 12772-12704的矮星系。基於“近鄰星系光譜巡天”的積分視場光譜數據，科研人員發現這個星系呈現較弱的活動星系核特征，星系整體形態規整、沒有明顯並合或雙活動星系核跡象。關鍵一點是，與之成協的射電輻射並不在星系的幾何中心，而是偏離中心將近一千秒差距。

為了確認其本質，團隊利用甚長基線陣列射電望遠鏡，在1.6GHz和4.9GHz兩個波段開展了深度成像。結果顯示：該源與星系中心的角距離為2.68角秒（對應0.94千秒差距），射電核心亮溫度超過十億開爾文，在1.6GHz圖像上觀測到沿東南方向延伸長約2.2秒差距（7.2光年）的射電輻射結構。這些都是典型的活動星系核特征。不僅如此，團隊還系統梳理了1993至2023年間的檔案數據，發現該源在幾十年尺度上呈現非單調的“時強時弱”變化，符合“長期、原位吸積”的行為，這與超新星遺跡在數年時標內單調衰減的常見規律明顯不同。結合其宿主星系恆星質量，黑洞質量的經驗估計約為30萬倍太陽質量，屬於中等質量黑洞范疇。綜合多個觀測特征，可以確認：這是一個正在活躍吸積、擁有噴流的游離黑洞。

安濤告訴記者，過去主流觀點認為，大質量黑洞主要在星系中心、依托“中央氣體庫”集中進食而迅速長大。該研究則証明黑洞不在中心也能穩定吸積並形成噴流。這為早期宇宙超大質量黑洞的“分布式進食/多點生長”提供了實証支撐。

“這促使我們思考，早期宇宙中的黑洞成長未必隻靠在星系中心‘一口氣吃胖’，也可能依賴在星系各處的零散進食與后續並合，從而在不足十億年的時間內成長為上億倍太陽質量的龐然大物。”安濤說。此外，黑洞雖然位於“郊區”，也能對宿主環境產生影響。“流浪黑洞”也能噴射出強勁的物質流，向周圍氣體注入能量、擾動動力學並調控恆星形成。這激發我們重新審視黑洞—星系共演化：黑洞不只是中心“引擎”，還可能在星系外側悄然改寫宿主的生命歷程。

隨著下一代望遠鏡到來，“流浪黑洞”或許會被更多發現。未來，極大口徑光學望遠鏡將能精確測定矮星系的光學中心和結構，深度獲取高分辨率光譜，發現更多離核或游離黑洞候選體，擴展樣本規模。隨著“中國天眼”核心陣和平方公裡陣列射電望遠鏡的建成，天文學家將有機會以更高靈敏度和分辨率進行系統巡天，探測到更微弱的射電信號，甚至直接分辨出亞秒差距級別的微型噴流，為偏核黑洞的確認和統計研究帶來突破。（記者顏維琦、齊芳）

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