长期以来，科学家们一直在寻找证据，以证实我们银河系的邻居——大麦哲伦星云（Large Magellanic Cloud）中也存在超大质量黑洞。近日，一项新的研究成果终于提供了强有力的支持。

大麦哲伦星云与超大质量黑洞

大麦哲伦星云是一个矮星系，它距离地球约16万光年，在南半球可以用肉眼观测到，呈现为一片明亮的光斑。这个星系以葡萄牙探险家费迪南德·麦哲伦的名字命名，他在五个世纪前首次对其进行了观测。

长期以来，天文学家们普遍认为，大多数星系的中心都潜藏着一个超大质量黑洞。然而，此前一直缺乏直接的证据来证实大麦哲伦星云也存在这样的黑洞。

高速恒星的轨迹揭示黑洞的存在

这项新的研究基于对银河系边缘九颗高速运动恒星的轨迹观测。研究人员发现，这些恒星的运行轨迹表明，它们曾与大麦哲伦星云中心的某个超大质量黑洞发生过剧烈的近距离接触，并被“甩”出了星系。

“这些恒星就像是黑洞‘抛射’出来的子弹，它们的运动轨迹为我们提供了黑洞存在的线索，”该研究的主要作者，哈佛大学天体物理学博士生杰西·韩（Jesse Han）解释说。

黑洞是宇宙中一种极其致密的天体，其引力强大到连光都无法逃脱。当双星系统（两个相互绕转的恒星）过于靠近超大质量黑洞时，黑洞强大的引力会将这对恒星撕裂。其中一颗恒星会被黑洞捕获，形成一个紧密的轨道，而另一颗恒星则会被以极高的速度抛射出去，成为一颗超高速恒星。

黑洞的质量与位置

研究人员估计，大麦哲伦星云中的这个超大质量黑洞的质量约为太阳的60万倍。虽然这个质量与银河系中心的超大质量黑洞人马座A*（Sagittarius A*，Sgr A*）相比小得多（人马座A*的质量约为太阳的400万倍），但它仍然是目前已知的质量最小的超大质量黑洞之一。

人马座A*距离地球约2.6万光年，是距离我们最近的超大质量黑洞。而大麦哲伦星云中的这个新发现的黑洞，则成为了除人马座A*之外，距离地球最近的超大质量黑洞。

研究方法与数据来源

为了进行这项研究，研究人员使用了欧洲空间局的盖亚（Gaia）空间天文台提供的数据。盖亚天文台以前所未有的精度追踪了银河系中超过十亿颗恒星的运动轨迹。

目前，在银河系中已经发现了21颗超高速恒星。天文学家们已经确定了其中16颗恒星的起源，其中7颗追溯到银河系中心的人马座A*，而另外9颗则追溯到大麦哲伦星云。

“唯一合理的解释是，大麦哲伦星云的中心也潜藏着一个超大质量黑洞，就像银河系中的人马座A*一样，”杰西·韩说。

下一步的研究方向

尽管这项研究提供了强有力的证据，但天文学家们仍然需要进一步的工作来确定黑洞的准确位置。加州理工学院的天文学家卡里姆·埃尔-巴德里（Kareem El-Badry）表示：“大麦哲伦星云是研究最为透彻的星系之一，但我们只是通过追踪高速恒星的起源来间接推断出这个超大质量黑洞的存在。我们还需要做更多的工作来精确定位黑洞的位置。”

大麦哲伦星云是距离银河系最近的主要星系之一。在此之前，已知的距离银河系最近的河外超大质量黑洞位于仙女座星系中，距离地球约250万光年。

这项研究发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。