宇宙中可能游荡着大量的离群超大质量黑洞

新模拟揭示，在广袤无垠的宇宙中，可能潜藏着众多离群的超大质量黑洞，它们如同宇宙中的流浪者，悄无声息地吞噬着一切挡道之物。这些游荡的巨型黑洞，或许占据了邻近宇宙黑洞质量预算的惊人比例——高达10%。也就是说，在像银河系这样的星系中，可能平均有12个看不见的黑洞徘徊在星系的边缘，它们像隐形巨兽一样，不断地吸收周围的物质。

这些离群黑洞的形成，与星系、星系群之间的动态变化紧密相连。研究人员指出，随着黑洞数量的增加，星系群外围的物质环质量也在不断扩大。就像是在一个庞大的星系群中，物质环内可能隐藏着数千个游荡的黑洞，它们贪婪地吸收着周围的物质。

这些超大质量黑洞，如同天文学家口中的引力怪兽，它们的质量动辄以百万甚至数十亿个太阳质量计。在星系的中心，这些黑洞往往扮演着气体、尘埃、恒星和行星的锚点角色，使得这些物质得以在轨道上围绕其运动。靠近黑洞的物质，在强大的引力作用下加速旋转并升温，形成一个吸积盘。这个吸积盘既为黑洞提供源源不断的能量，又能产生足以使其被观测到的信号辐射。

通常情况下，这些黑洞由于其巨大的质量而固定在星系的中心，随着星系在星系群中缓慢运动。有时候宇宙中的巨大力量——比如两个星系之间的碰撞——可能将位于中央的超大质量黑洞从原本的位置弹出，迫使它成为宇宙中的流浪者，在广袤无垠的宇宙中徘徊。

类似的情况也会在两个黑洞合并的过程中发生，当两个黑洞的合并被扰乱时，一个或两个黑洞可能会被甩出，成为离群黑洞。

为了探究这种情况的发生频率，天文学家进行了一项名为“罗慕路斯”的模拟研究。这项模拟考虑了关于黑洞行为的已知规律，并追溯了数十亿年来黑洞的轨迹演变情况。模拟预测，从宇宙大爆炸时期的早期开始，一直到大约大爆炸后的20亿年间，由于早期宇宙的星系碰撞频繁发生，因此产生了大量的游荡黑洞。这些游荡黑洞的数量甚至超过了星系中心超大质量黑洞的数量。随着宇宙的演化，虽然许多游荡的黑洞开始合并或被其他超大质量黑洞捕获，形成双黑洞系统，但仍有许多黑洞在宇宙中继续游荡。

预测显示，许多具有两个超大质量黑洞的系统是通过数十亿年的轨道演化形成的，而有些超大质量黑洞则永远无法进入星系中央。模拟发现与银河系相当规模的星系平均拥有12个远离星系中央、徘徊在边缘的超大质量黑洞。研究人员表示，下一步是寻找这些“消失的黑洞”在宇宙中的可能特征表现，以便我们能够观测到那些在星系边缘徘徊的黑洞。