天文學家借助夏威夷莫納克亞山的凱克天文臺，在附近星系中有了重大發現：觀測到了迄今為止規模最大、范圍最廣的超高溫氣體流。這一成果為超大質量黑洞能在遠離核心處顯著改變宿主星系提供了有力證據，相關研究發表于《科學》期刊。

此次研究的焦點是VV 340a星系。觀測顯示，該星系中心向外延伸的高能氣體結構可達2萬光年，遠超以往記錄。研究由加州大學歐文分校和加州理工學院的研究人員主導。凱克宇宙網成像器（KCWI）在凱克II望遠鏡上的關鍵觀測，捕捉到了延伸至銀河系盤面之外、更冷且能量更低的氣體。這些氣體形成了一個與銀河系中心對齊的醒目矛狀結構，成為銀河系中心超大質量黑洞長期活動的“化石記錄”。

“凱克天文臺的數據讓我們看清了這一現象的真實規模。”加州大學歐文分校博士后研究員、論文第一作者Justin Kader稱，“我們在凱克觀測到的氣體距離黑洞最遠，這意味著追蹤的時間尺度最長。沒有這些數據，我們無法知曉這種外流的強大程度和持久性。”從KCWI獲取的數據，對模擬物質噴發量以及判斷噴流能否改變星系未來至關重要，研究小組給出了肯定答案。

研究團隊將凱克天文臺的光學數據，與美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的紅外觀測數據、卡爾·G·詹斯基甚大陣列（VLA）的射電圖像相結合，構建出該系統的完整圖像。在星系中心，韋伯探測到了高能“日冕”氣體，這些等離子體被加熱到極端溫度，從黑洞兩側噴發。通常這類氣體僅限于數百秒差距區域，但在VV 340a中，它延伸了數千秒差距，成為有史以來觀測到的最廣泛日冕氣體結構。

甚大陣列（VLA）的無線電數據顯示，黑洞發射的一對等離子體射流在向外移動時扭曲成螺旋狀S形圖案，這是“射流進動”的證據，即射流方向隨時間緩慢擺動。Kader表示：“這是首次在盤狀星系中，觀察到由旋進、千秒差距尺度的射電噴流驅動如此大規模的外流。”

韋伯的紅外觀測展現了系統充滿活力的核心，凱克天文臺的觀測則呈現了能量如何向外傳播、與周圍星系相互作用并帶動氣體運動。KCWI的數據表明，隨著噴流速度減慢，它會卷入更冷物質，并以較低速度將其向外推。這一過程使星系中的氣體以每年形成近20個太陽的速度被剝離，極大抑制了未來恒星的形成。

令人意外的是，這種活動發生在VV 340a這樣相對年輕的恒星形成螺旋星系中，它正處于與另一個星系合并的早期階段。而強大的進動射流通常出現在已停止恒星形成的古老橢圓星系中。這一發現挑戰了關于星系及其中心黑洞共同演化的長期觀點，也提出了類似事件可能發生在銀河系等星系中的可能性。Kader說：“銀河系雖無此類事情的明確化石記錄，但不能排除這種可能，它改變了我們對所生活星系的認知。”

該團隊計劃進行更深入、更高分辨率的無線電觀測，以確定第二個超大質量黑洞是否導致噴氣式飛機擺動，這或許是識別二元黑洞系統的第一步。加州理工學院/IPAC的副科學家、該研究第二作者兼資深作者Vivian U說：“我們才剛開始了解這種活動的普遍程度，通過凱克天文臺和其他強大天文臺的合作，我們為星系隨時間變化打開了新窗口。”