人類有史以來發(fā)現(xiàn)的最大黑洞，可能剛剛誕生了！這個高達360億個太陽質(zhì)量的龐大身軀，幾乎撐破了宇宙黑洞理論的天花板！

8月7日，《皇家天文學會月報》發(fā)表論文，宣布在一個距離地球50億光年的名為“宇宙馬蹄鐵”的星系中，潛藏著一頭前所未見的宇宙巨獸。

▲新發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞位于這個橙色星系的中心。它身后遙遠的藍色星系，因前景星系巨大的引力而扭曲時空，形成了馬蹄鐵狀的光環(huán)。Credit: NASA/ESA

這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞，質(zhì)量是我們銀河系中心黑洞的近萬倍，重達360億倍太陽質(zhì)量。要知道，根據(jù)我們現(xiàn)有的宇宙學模型，黑洞的質(zhì)量上限大約在400到500億倍太陽質(zhì)量之間。而這個大家伙，已經(jīng)極度逼近了這個極限。

這絕對是史上發(fā)現(xiàn)的前十大黑洞之一，甚至可能是最大的那個，研究作者之一、宇宙學家托馬斯·科萊特（Thomas Collett）激動地表示。為什么這樣說呢？因為目前發(fā)現(xiàn)的其他超大質(zhì)量黑洞，質(zhì)量測量大多是間接的，不確定性很大，而這個黑洞的質(zhì)量是準確的。

那么問題來了，這個黑洞如此遙遠，而且還是一個不發(fā)光、不怒吼的“休眠”黑洞，科學家們究竟是怎么把它揪出來的？

◆ 01 你看不見我，不代表我不存在

想在宇宙中找到一個黑洞，就像在漆黑的夜晚尋找一只黑貓，難上加難。尤其是當這個黑洞還處于“休眠”狀態(tài)時，它不吞噬物質(zhì)，不發(fā)出任何光芒，安靜得像一個宇宙幽靈。

傳統(tǒng)的探測方法——觀察它周圍恒星的運動（即“恒星動力學”），對于這樣一個遙遠又“佛系”的黑洞來說，幾乎完全無效。

面對這個難題，研究團隊祭出了一個堪稱神來之筆的探測方案：只要你引力夠大，時空都會為你彎腰。

他們利用的，正是黑洞最本質(zhì)、最霸道的屬性——引力。

▲“宇宙馬蹄鐵”的另一張圖像，突出了第二個背景源形成的一對圖像。那個靠近中心的微弱圖像（徑向弧）離黑洞非常近，正是它讓這次新發(fā)現(xiàn)成為可能。Credit: NASA/ESA/Tian Li (University of Portsmouth)

科學家們發(fā)現(xiàn)，這個黑洞所在的“宇宙馬蹄鐵”星系本身就是一個巨大的引力透鏡。它強大到足以將更遙遠星系發(fā)出的光線“掰彎”，形成一個被稱為“愛因斯坦環(huán)”的馬蹄形光環(huán)。

而真正的破案關鍵，是另一個更暗、更靠近星系中心的背景星系。它的光線被黑洞的引力極度扭曲，形成了一個微弱的“徑向弧” 。這個弧的位置和形狀，對中心黑洞的質(zhì)量極其敏感。

就像通過水杯看物體會變形一樣，通過分析光線的扭曲程度，科學家就能精確地為這個“隱形”的黑洞稱重。

當然，為了確保萬無一失，他們還結合了哈勃太空望遠鏡和歐洲南方天文臺甚大望遠鏡（VLT）的觀測數(shù)據(jù)，對星系核心區(qū)域的恒星運動進行了分析。

通過結合這兩種測量方法，我們完全可以確信這個黑洞是真實存在的，科萊特說。

◆ 02 生來就為打破規(guī)則

這次的發(fā)現(xiàn)，不僅僅是找到了一個“大塊頭”那么簡單。它正在猛烈地沖擊我們對宇宙的認知。

天文學家們一直認為，星系中心的黑洞質(zhì)量和它的宿主星系之間存在著一種共同演化的和諧關系。但這個360億倍太陽質(zhì)量的黑洞，卻像一個異常發(fā)育的巨嬰。它的質(zhì)量，比根據(jù)其星系規(guī)模預測的理論值要高出了一大截，偏離了正常關系約1.5個標準差。

這暗示著，宇宙中這些最龐大的星系和它們的黑洞，可能遵循著一套完全不同的、更加狂野的“叢林法則”。

研究者推測，“宇宙馬蹄鐵”星系是一個“化石星系群”——這是一個通過不斷吞并周圍小星系而形成的宇宙“巨無霸” 。在這個過程中，那些被吞噬星系的中心黑洞也最終合并，像煉蠱一樣，共同造就了今天我們看到的這個超大質(zhì)量黑洞。

我們看到的，很可能是星系形成和黑洞形成的終極狀態(tài)，科萊特總結說。

這次的發(fā)現(xiàn)，無疑為我們打開了一扇觀察宇宙早期歷史和極端天體演化的新窗口。它證明了，即使黑洞“沉默不語”，它的引力也會在時空中留下不可磨滅的印記。未來，隨著歐幾里得（Euclid）等新一代望遠鏡的升空，我們有望發(fā)現(xiàn)成千上萬個這樣的引力透鏡系統(tǒng)，去揭開更多關于宇宙黑洞的秘密。

參考文獻：

Melo-Carneiro, C. R., et al. (2025). Unveiling a 36 billion solar mass black hole at the centre of the Cosmic Horseshoe gravitational lens. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 541, 2853-2871.