兩星系碰撞形成的新無限星系，發現黑洞直接塌縮自氣體雲證據

韋伯太空望遠鏡發現一個奇怪的碰撞星系，除了碰撞前星系各自攜帶的超大質量黑洞，碰撞現場竟還有第 3 個活躍超大質量黑洞，天文學家懷疑這是黑洞直接從氣體雲、而非恆星爆炸塌縮形成的觀察證據。

在檢查韋伯太空望遠鏡 COSMOS-Web 調查收集的影像時，耶魯大學 Pieter van Dokkum、哥本哈根大學 Gabriel Brammer 發現一個不尋常天體，形狀類似帶有「核」的無窮符號 ∞，因此昵稱「無限星系」，研究人員認為這種形狀來自 2 個星系正面碰撞。

後續觀測表明無限星系的兩個核中央擁有活躍超大質量黑洞，但不尋常之處在於，2 個相撞星系中間還有另一個超大質量黑洞，且周圍觀察到一大片電離氣體，特別是已失去電子的氫，NASA 錢卓拉 X 射線天文台數據指出該黑洞正積極成長，團隊表示，這可能是黑洞以氣體為食，直接從氣體雲內而非大質量恆星爆炸塌縮形成的第一個證據。

▲ 無限星系中間碰撞中心出現超大質量黑洞。（Source：NASA）

究竟這個超大質量黑洞是否真的直接從氣體雲塌縮形成？研究人員還提到另外 2 種可能性，首先，它可能是某星系逐出的逃逸黑洞，恰好經過此地；其次，它可能是天空中同一位置第三個星系的中心黑洞，如果假設屬實，我們應該會找到這個星系，除非它是相對黯淡的矮星系，但矮星系通常沒有這麼巨大的黑洞。

若該黑洞與無限星系無關，那麼它的旋轉速度應該會與無限星系氣體雲的速度截然不同，於是團隊又測量了氣體速度及黑洞速度，初步結果表明黑洞與直接塌縮形成的預期相符。

雖然不能明確說發現直接塌縮黑洞，但團隊強調韋伯太空望遠鏡數據增強了直接坍縮黑洞（DCBH）理論，即質量可能達太陽 10,000～100,000 倍的較大黑洞，可能直接由大質量氣體雲坍縮形成。

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（首圖來源：pixabay）