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加利福尼亞州長灘——過去十年揭示的宇宙奇特現象之一是，星系及其中心的巨大黑洞似乎天生一對。這是一種乍一看很明顯，但越想越奇怪的生活常識。
巨大的黑洞是一個可怕的野獸，肯定能夠按照自己的意願彎曲周圍的星群。然而，即使是巨大的黑洞，按照星系的標準來看仍然相當小，因此星系應該不會太在意內部的怪物。而怪物本身只與相當小的鄰域直接接觸，應該不會注意到星系中發生的大部分事情。
然而，天文學家發現，黑洞的質量始終約佔其星系質量的 0.1%——或者更準確地說，佔其星系中呈球狀部分質量的 0.1%（對於球狀星系而言，這是整個星系；對於像銀河系這樣的螺旋星系而言，僅是最內部的部分）。一些天文學家認為，黑洞質量與星系本身的質量無關，而與恆星的速度有關，但這實際上殊途同歸：黑洞和它們的主星系是血親兄弟。
是黑洞先出現並引導了星系的形成，還是星系先出現並積累了黑洞，或者是一些共同因素塑造了它們兩者？由於星系是宇宙的基石，因此這個問題是許多宇宙演化謎題的核心。
答案是什麼？黑洞先出現，國家射電天文臺的克里斯托弗·卡里利和他的同事今天在美國天文學會會議上宣佈。他們使用射電望遠鏡研究了來自大約 120 億年前的四個帶有黑洞的宿主星系，當時宇宙只有大約 10 億年的歷史。透過測量氣體雲的速度，他們估計了每個星系的質量，並透過研究物質墜入相應黑洞時發出的光譜發射線，他們估計了黑洞的質量。
這些古老的黑洞被證明比當今宇宙中的黑洞按比例重得多——約佔星系質量的 3%。由於黑洞永遠不會縮小，星系一定已經壯大，才能解釋目前 0.1% 的質量比。“黑洞先出現，然後以某種方式——我們不知道如何——在其周圍發展了星系，”卡里利說。
需要注意的是，這項研究僅考察了四個星系，而且是異常巨大的星系。這種趨勢是否適用於宇宙歷史早期階段的所有星系，還有待觀察。此外，這項研究僅確定了哪個先出現。它沒有說明黑洞最初是如何形成的，或者在明顯的“尾巴搖狗”的情況下，它們是如何控制整個星系的形成的。“這並沒有真正解決這種關係的起源問題，”卡里利說。“它解決的是這種關係何時建立的問題。”
的確，這個結果提出了一個全新的謎團。黑洞具有相當的破壞性，肯定可以阻止星系的形成——例如，透過噴射出輻射或物質射流。正如劍橋大學的安德魯·費邊在會議的另一次演講中討論的那樣，巨大黑洞的形成應該釋放出足夠的引力能來炸燬整個星系。然而，在最新發現的案例中，黑洞似乎正在幫助其星系的形成。也許黑洞掩蓋了它們可怕的名聲。它們可能是偉大的宇宙園丁，照料著周圍的星系，並使一些星系（如我們的星系）適宜生命居住。
更新（1 月 8 日）：國家光學天文臺的託德·勞爾表示，他擔心這項研究可能落入了統計陷阱。即使平均星系的質量是其黑洞質量的 1000 倍，但在這個平均值周圍仍然存在分佈——有些星系較小，有些星系較大。然而，較小的星系本質上比更大的星系更常見，因此，給定質量的黑洞更可能在較小的星系中被發現，因此顯得過大。因此，卡里利團隊看到的星系-黑洞配對可能不代表古代宇宙，在這種情況下，哪個先出現的問題仍然沒有答案。
年輕星系中氣體的射電望遠鏡影像由 NRAO/AUI/NSF, SDSS 提供