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宇宙中的大部分都在遠離我們。這並不是說我們特別令人厭惡;而是宇宙正在膨脹,將大多數其他星系推開。來自遙遠星系的光線透過這個膨脹的空間傳播到我們這裡,這使得它們的光線被拉伸到更長或更紅的波長。結果,大多數星系的光譜都表現出紅移。
現在,天文學家意外地發現了一個有史以來最大的藍移,這個藍移出現在一個星團中,這個星團可能被一個巨大的黑洞以拋物線的方式甩向我們。
在小距離內,引力逆轉了宇宙的膨脹,因此適度的藍移很常見。太陽系和星系都沒有膨脹。甚至本星系群——包含銀河系的約 75 個星系的集合——也沒有膨脹。事實上,本星系群中最大的成員,仙女座星系正向我們移動:它的藍移為每秒 300 公里。
然而,天文學家在超出本星系群邊界很遠的地方發現了一個藍移為每秒 1,026 公里的物體,遠遠超過之前仙女座星系中一顆恆星創下的 780 公里/秒的記錄。“處於極端總是很有趣的,”哈佛-史密森尼天體物理學中心的 Nelson Caldwell 說,他不僅發現了這個,也發現了早期的那個。“那也是完全的意外!”
天文學家已經記錄了當噴流或爆炸將碎片射向我們時更大的速度,但他們從未見過任何恆星、星團或星系的主體表現出如此極端的藍移。
Caldwell 和他的同事正在測量 M87 周圍星團的多普勒頻移,M87 是位於室女座星系團中心的巨大橢圓星系,距離地球 5400 萬光年。與僅擁有兩個巨型星系(仙女座星系和我們自己的銀河系)的本星系群不同,室女座星系團擁有數十個大型星系。M87 擁有大量密集排列的星團,稱為球狀星團。銀河系擁有大約 160 個已知的球狀星團,而 M87 則擁有大約 10,000 個。此外,M87 的中心有一個黑洞,它的質量使銀河系的黑洞相形見絀,重量是太陽的 60 億到 70 億倍,是銀河系中心四百萬太陽質量黑洞質量的一千多倍。
2005 年,天文學家報告發現了一顆所謂的超高速恆星,這顆恆星被銀河系中心的黑洞踢走了。根據二十年前提出的一個想法,當一個雙星系統足夠接近一個黑洞時,一顆恆星會落入其中,損失大量能量;為了守恆能量,另一顆恆星會高速射出。
一個不同的三體場景可能解釋了 Caldwell 團隊稱之為第一個超高速球狀星團的現象。如果 M87 的黑洞實際上由兩個相互環繞的黑洞組成,它們可能會將一個過於靠近的星團甩開。星團的引力導致兩個黑洞更加靠近,從而損失了轉移到星團的軌道能量。如果它朝我們的方向衝去,即使它起源的星系具有每秒 1,307 公里的紅移,它也會獲得較大的藍移。天文學家已將他們的工作提交給《天體物理學雜誌通訊》。
“這是一個非常有趣的物體,”佛羅里達理工學院的天文學家 Daniel Batcheldor 說,他與研究人員沒有關係。“我們確實懷疑過去 M87 的中心有一個雙黑洞,但我們認為現在沒有了。”兩個大型星系(每個星系都有自己的黑洞)碰撞在一起後可能會出現雙黑洞。此外,這種星系合併將解釋 M87 的巨大尺寸。當其中心黑洞仍然是兩個獨立的超大質量黑洞時,它可能已經將星團拋開了。但是 Batcheldor 說,發生藍移的物體可能是一個位於 M87 遠側的矮星系,它正在墜入星系,這解釋了它朝向我們方向的高速度。
額外的觀測至關重要。“要真正確定它是從 M87 中噴射出來的,我們需要知道它的距離,”Caldwell 說。哈勃太空望遠鏡可以瞥見星團中最亮的恆星,這將揭示它有多遠。如果它比 M87 更近,那將有利於噴射場景。
儘管該物體具有極端的藍移,但它不會撞擊我們,因為它肯定有一些橫向運動。但它面臨著孤獨的未來。“這個東西最終會離開室女座,然後在星系團之間,”Caldwell 說。“如果它真的是被某種雙黑洞機制噴射出來的,那麼可能應該還有一些。我們肯定會繼續尋找。”