时不时地，会观测到某个恒星天体如白兔般疾驰穿越太空，仿佛赶赴一场迟到的重要约会。如今，天文学家首次确认了一个质量至少为太阳1000万倍的超大质量黑洞，它以惊人的每秒954公里（约合每秒593英里）的速度——即光速的0.32%——从其宿主星系中被“踢”出">时不时地，会观测到某个恒星天体如白兔般疾驰穿越太空，仿佛赶赴一场迟到的重要约会。如今，天文学家首次确认了一个质量至少为太阳1000万倍的超大质量黑洞，它以惊人的每秒954公里（约合每秒593英里）的速度——即光速的0.32%——从其宿主星系中被“踢”出">时不时地，会观测到某个恒星天体如白兔般疾驰穿越太空，仿佛赶赴一场迟到的重要约会。如今，天文学家首次确认了一个质量至少为太阳1000万倍的超大质量黑洞，它以惊人的每秒954公里（约合每秒593英里）的速度——即光速的0.32%——从其宿主星系中被“踢”出。
这并非观测到的最快逃逸恒星天体，但要将如此质量的黑洞以这般速度抛射穿过星系际介质所需的引力踢射能量，实在令人匪夷所思。该黑洞现被命名为RBH-1，最初于2023年被报道——这是一个光行时为75亿年的大质量天体，正呼啸穿越太空，前方带有巨大的弓形激波，后方则拖着长达20万光年的恒星形成尾迹。
当时，这些线索已清晰指向一个逃逸天体。如今，由耶鲁大学天体物理学家Pieter van Dokkum领导、利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）近红外光谱仪（NIRSpec）进行的后续观测证实了这一点：RBH-1确实正穿过其星系的最外缘，朝向星系际空间飞去。其形成机制或许更令人兴奋。研究人员认为，赋予RBH-1穿越时空的踢射力的事件，极有可能是超大质量黑洞合并产生的引力反冲。
他们在上传至arXiv预印本服务器的论文中写道：“这些结果证实，该尾迹由一个超音速逃逸超大质量黑洞驱动，这是引力波反冲或星系核多体抛射的长期预测结果。”超大质量黑洞与星系的关系往往如蜘蛛与蛛网般紧密。星系围绕黑洞聚集并演化，其发展受中心巨型核黑洞的引力和行为影响。
但这并不意味着黑洞必须固定不动。理论表明，足够大的扰动可将黑洞从星系中逐出，使其在宇宙中漫游，仅伴随其直接引力范围内的一小团物质。多年来，天文学家已收集到大量关于这一机制的证据，包括多个从星系中心被逐出的候选逃逸超大质量黑洞、一个在边缘存在第二个超大质量黑洞的星系，甚至一个似乎完全缺失超大质量黑洞的星系。
模拟结果也显示，星系际空间的黑暗中应存在大量隐形潜伏的流浪超大质量黑洞。为确认RBH-1是否如初始观测所示，van Dokkum及其同事利用JWST绘制了黑洞前方弓形激波的速度分布——黑洞正冲入并压缩宿主星系周围的稀薄气体和尘埃，即星系际介质。
整个结构（弓形激波、黑洞及后方恒星形成尾迹）略微朝向地球，黑洞更近，尾迹更远。这种方位巧合使研究人员得以测量弓形激波中受激加热气体的光。当物体朝向我们运动时，其光的波长会轻微压缩至光谱的蓝端，即蓝移现象。
研究人员测量了弓形激波前后的蓝移，发现了显著的突然速度差：激波后方物质比前方物质快600公里/秒，且两者间距极小。他们还发现，弓形激波外缘的气体因远离我们而发生红移。这种整体结构只能由一个以约954公里/秒高速运动的大质量物体产生。
下一个问题是：这究竟如何发生？在其发现论文中，研究人员曾提出机制可能是三个超大质量黑洞间的三体引力相互作用，由星系合并导致。但有了更精确的测量数据后，他们现在认为最可能的解释是两个超大质量黑洞在宿主星系合并后发生合并：当它们融合成一个超大质量黑洞时，引力能量的不对称释放会产生反冲踢射，将新形成的黑洞抛射出去。
RBH-1的测量速度及其离开的星系质量，与该过程的模型完全一致。研究人员写道：“我们将该天体命名为RBH-1，确认它是首个被证实的逃逸超大质量黑洞。RBH-1为50年前的预测提供了实证：超大质量黑洞（SMBHs）可通过引力波反冲或三体相互作用逃离宿主星系。”该论文可在预印本服务器arXiv上获取。