超大质量黑洞以其巨大的引力而闻名，吸引一切靠近的物体，甚至包括光。但新的研究表明，这些宇宙巨头也可以朝外喷射出大量能量，驱动强劲的扰动，波及数十万光年远的太空。由日本东北大学的山田智史（Satoshi Yamada）领导的研究发现，活动性超大质量黑洞产生的风比天文学家之前估计的强大约100倍。科学家们表示，这些排放注入了可与数十亿次超新星爆炸相媲美的能量，推动热气体中的湍流，距离约30万光年，远超宿主星系的边界。山田在声明中表示：“黑洞主要以吸引物质而闻名，但它们也以强大的风的形式喷射气体。这些风曾被认为局限于星系内，但我们的研究揭示出这种力量远比之前的理解强大。”为了测量这些排放的范围，山田及其同事观察了H1821+643，这是位于蛇夫座的一颗亮亮的类星体，距离地球约34亿光年。宿主星系H1821+643位于一个致密的星系团的中心，拥有一颗估计质量是太阳的三到四十亿倍的活跃超大质量黑洞。在2024年9月进行为期一周的观察期间，山田及其团队利用日本空间机构在2023年发射的X射线卫星XRISM，追踪周围热气体中电离铁原子的化学特征。根据声明，通过观察这些铁离子的光线如何拉伸和扩展，研究人员能够确定气体的移动速度及其湍流程度。观察结果显示，湍流是由类星体释放的能量驱动的，其效应可达到黑洞约30万光年的距离。这一结果建立在对H1821+643的多年观察之上，实际上，根据NASA的说法，该类星体是离地球最近的位于星系团中的已知类星体。2022年的一次观察揭示了一项更有趣的发现，当时利用NASA的查德拉X射线天文台观察黑洞的旋转显示其旋转速度只有较小同类的一半，后者旋转速度接近光速。“百万美元的问题是，为什么？”剑桥大学的天文学家、2022年研究的共同作者克里斯托弗·雷诺兹（Christopher Reynolds）在当时的声明中说道。根据那项研究，一个主要假设是像H1821+643这样的巨大黑洞主要通过与来自不同方向的其他黑洞的重复合并而成长。这些混乱的碰撞可能反复干扰了黑洞的旋转，而不是通过一个持久的吸积盘稳定地加速其旋转。虽然其缓慢自转的确切起源仍然是一个悬而未决的问题，但黑洞的影响显然超越了其宿主星系。山田在声明中表示：“我们首次展示了黑洞通过令人惊讶的能量冲击波影响更广泛的宇宙环境。黑洞是气体流动和太空运动的关键驱动因素，将大量能量传输到宇宙的不同区域。”该研究的相关论文也于7月28日发表在《自然天文学》期刊上。