
我们通常觉得黑洞是会无差别吞噬任何靠太近的物质,且理论上黑洞越大就越饿。但七组邻近星系整合系统最新观测却披露令人意外的现象:即使面前堆满气体云,许多超大质量黑洞却常常拒绝进食。
这项发现来自阿塔卡马大型毫米次毫米波数组(ALMA)观测彼此距离仅数千光年的双超大质量黑洞系统计划。当两个富含气体的巨大星系碰撞,引力会使冰冷的分子气体涌向两个星系核心,这种短暂却剧烈的阶段应会引发黑洞吸积行为,使两个黑洞同时点亮成为活跃星系核(AGN)。但实际观测结果并非如此,有些整合星系确实同时点亮两个黑洞,有些却只有之一有进食,另一个沉默无光,甚至还有一些系统看似完全没有活动,尽管周围充满可用燃料。
ALMA高分辨率形象显示,许多黑洞周围,尤其质量较大黑洞附近,确实堆积着浓密混乱的气体云。这说明星系整合能有效将食物送到黑洞嘴巴前,但黑洞当下亮度(吞噬气体的速率)却与周围气体量没有相关性。这表示星系整合期间,黑洞增长效率可能比预估低落,短时间规模吸积行为也显得零碎不稳定。团队比较双方皆活跃的黑洞系统与仅单边活跃的整合星系系统,部分单边活跃案例,沉默黑洞确实缺乏可用气体,但也有案例显示,气体明明很多黑洞却未进食,可能处于两次爆发间的空窗期。
ALMA也发现,许多活跃黑洞的位置稍微偏离主要旋转气体盘的中心,可能是整合过程剧烈引力互动作用造成的位移痕迹。这些独特观测数据首次直接揭示黑洞的重大星系整合事件吸积状态,了解这类事件对创建黑洞增长与星系演化关联非常重要。结果共同表明,星系整合时,是否有足够能量供应超大质量黑洞启动只占成功一半,气体湍流、尘埃分布,以及关键的时机也决定两黑洞何时与是否都会变得活跃。
(首图来源:NSF/AUI/NSF NRAO/B.Foott)











