星系和星系中央黑洞之间到底是什么关系？新发现让人懵圈超大质量黑洞在成长的过程中会产生大

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超大质量黑洞在成长的过程中会产生大量外流气体。天文学家一直认为这些外流物质会对其宿主星系产生显著影响。

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ESA

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WISE1029的一氧化碳发射线（左）和低温尘埃发射线（右），表明它们没有受星系中央黑洞外流物质的扰动。

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ESO / ALMA

几乎每一个大星系中央都有一个质量巨大无比的黑洞。这样的黑洞被称为超大质量黑洞。天文学家一直以来都相信，它们和星系的演化有着千丝万缕的联系，尤其是它们的质量，和它们所在星系的某些特点之间有关联。

然而世事难料，最近的一个发现让人有点懵圈。以台湾中研院天文及天体物理研究所鸟羽仪树（Yoshiki Toba）为首的一些天文学家观测了一组以红外发射线为主要特征的星系。这类星系的中央黑洞周围存在大量遮光尘埃，因此在红外波段上特别明亮。一直以来天文学家相信，这些星系的中央黑洞都在持续地长大，所以从它们的周围，会源源不断地产生外流物质。

现有理论认为，来自黑洞周围的外流物质能够激活或终止星系相邻区域的造星过程。恒星想要从星云中诞生，星云必须受外力的扰动；外力的干扰，同样也可能打断星云内的造星过程。

但天文学家发现，在一个编号为WISE1029的星系内，邻近的一氧化碳气体并没有受到黑洞外流电离气体的影响。一氧化碳气体是造星的重要原料，因此这种关联性的缺失是反常的。

WISE1029之所以受到关注，是因为它中央黑洞周围电离气体的外流活动极端旺盛，因此理论上星系盘面内的一氧化碳气体受到的影响会特别明显。但是观测结果显示，黑洞外流物质没有影响到分子云，星系的造星能力也没有因此发生丝毫改变。

这是一个非常奇怪的现象。人们曾无数次地观测到黑洞的外流物质，却是第一次发现这些物质和星系中分子云的变化无关。

天文学家对此的解释是，来自黑洞周围的外流物质和星系演化之间的关系并非只有一种。一种可能的情形是，外流物质是以直角射入星系盘面分子云的，从而使二者难以发生相互作用。斯隆数字化巡天（SDSS）结果也表明，从黑洞周围外流的离子气体前进方向正好对着地球。因此它们之间若想发生相互作用，可能需要彼此之间的位置关系能够恰到好处。

我们也许可以从这个故事里明白这样一个道理，即看问题不可简单化。许多事物之间在理论上或许相关，但实际情况要复杂得多。而要想取得理想的结果，也不能想当然。

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左图是WISE1029的斯隆数字化巡天可见光影像，右图是它在广域红外巡天望远镜（WISE）中的红外影像（经过放大）。WISE1029在可见光波段上很暗，但在红外波段上很亮。光谱分析表明，WISE1029中央黑洞周围产生的强大离子气体流前进的方向正好对着地球。

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SDSS / NASA