通常情況下，在大型星系的中心都包含著一個超大質量黑洞——質量為太陽質量的數百萬倍，甚至是數十億倍。比如下圖所顯示的是銀河系中心的黑洞SgrA*，質量約為太陽的 400 萬倍。每當有物質被黑洞吞噬時，它就會釋放出明亮的、可被探測到的X射線。

X射線: NASA/UMASS/D.WANG ET AL.，紅外: NASA/STSCI

　　另一個大家所熟悉的超大質量黑洞是位于M87中心的黑洞 Powehi。所有人都記住了那個酷似”甜甜圈“模樣的它，但在不同的波段下，天文學家可以看到它的很多面。下圖上方顯示的是由哈勃太空望遠鏡拍攝的 M87 的光學圖像，左下方是來自 NRAO 的射電圖像，右下方是來自錢德拉望遠鏡的X射線圖像。可以看出，黑洞周圍是非常活躍的，不同的物理過程會釋放出不同的輻射。

光學：HST/NASA/WIKISKY；射電：NRAO/VLA；X射線：NASA/CHANDRA

　　除了這些大型星系之外，宇宙中還存在著大量的矮星系。這些矮星系的質量不到銀河系的百分之一，它們也包含著大質量黑洞——其平均質量約為太陽的 40 萬倍。

正在形成恒星的矮星系 UGC 5340，這可能是由它與另一個星系（圖中沒有顯示）之間的引力相互作用所造成的結果。引力作用經常觸發新的恒星形成過程，導致內部氣體云的坍縮。 圖片來源：NASA/ESA/The Legus Team

　　2011 年，天文學家在距離地球 3000 萬光年遠的星系 Henize 2-10 中發現了第一個這樣的黑洞。這一意外的發現激起了一番搜尋熱潮，目前已經發現了 100 多個矮星系擁有這樣的黑洞。

Henize 2-10 是一個矮星爆星系，有大量的恒星正在形成。 圖片來源：NASA/NRAO

　　在一項新的研究中，Amy Reines等人使用甚大陣（VLA）進行了一次矮星系大搜索。他們先從 NASA 的斯隆圖集中選擇了一個星系樣本，這是一個可見光波段下的星系匯編。他們選擇了質量小于 30 億倍太陽質量的星系。從這個樣本中，他們選擇了同樣出現在 1993 年至 2011 年間 NRAO 國家射電天文臺的 FIRST 星表中的候選星系，然后利用 VLA 對選定的 111 個星系拍攝了新的分辨率更高的圖像。最新的 VLA 觀測顯示，其中 13 個矮星系中含有一個正在吞噬周圍物質的巨大黑洞。

VLA 觀測到的星系圖像，其中都包含了大質量黑洞。中間的插圖是一副藝術構想圖，勾勒了圍繞著黑洞的吸積盤和向外噴射的噴流。 圖片來源：Sophia Dagnello/NRAO/Decals Survey/CTIO

　　而更令人驚訝的是，在這 13 個矮星系中，其中有 6 個黑洞明顯不位于星系的中心。這一點有別于一些更大星系中的情況。

在 VLA 所拍攝的 111 個候選星系中，其中有 13 個包含著一個活躍的大質量黑洞。 圖片來源：A. E. Reines et. al.

　　為什么會這樣？原因很簡單：在那些”安靜“的星系中，黑洞會位于它們的中心；而在那些正在合并，或正發生相互作用的星系中，黑洞則會有偏離中心。

　　Reines 表示，這項研究告訴我們，若要在矮星系中尋找大質量黑洞，我們必須擴大搜尋范圍，不能局限在星系中心，這樣才能更全面地了解這些黑洞的數量，并了解是什么機制幫助形成了早期宇宙中的最早一批大質量黑洞。

在這個矮星系中，存在著一個質量比恒星系統大得多，但比超大質量黑洞輕得多的大質量黑洞。這顆黑洞并不位于星系中心，這種現象只出現在形狀不規則的矮星系中，它很可能代表近期的一次合并事件所產生的結果。 圖片來源：Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF

　　或許當這些合并或相互作用的過程全部完成之后，這些黑洞也許最終會終止“流浪”，回到星系的中心位置。

總結

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