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。

○ 所有這些星系的形態都表明它們近期與其他星系發生了合并或發生了引力相互作用。| 圖片來源：A. E. Reines et al.

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。

參考鏈接：

https://public.nrao.edu/news/wandering-black-holes-dwarf-galaxies/

https://forbes/sites/startswithabang/2020/01/06/the-smallest-galaxies-have-off-kilter-black-holes-but-astronomers-know-why/#68eed4134d2c