位于星系中心的超大质量黑洞所带来的影响具有多大的威力、能波及到多么辽阔的宇宙空间，是理解星系与其中心黑洞共同成长机制中非常重要的问题，也是宇宙物理学领域的长期研究课题。
日本东北大学跨学科科学前沿研究所的山田智史助教、金泽大学理工研究域尖端宇宙理工学研究中心的上田周太朗特任副教授、东北大学研究生院理学研究科的野田博文副教授、东京都立大学研究生院理学研究科的藤田裕教授等人组成的研究团队，利用JAXA主导研发的最新X射线天文卫星XRISM，对天龙座方向、距地球约34亿光年的H1821+643星系团开展观测，探究了位于星系团中心、正在快速吸积并成长的黑洞周边的气体状态。充满星系团的高温气体会辐射X射线，本次研究是首次借助X射线直接研究黑洞 “风”影响的尝试。通过解析铁离子的发射谱线，研究团队成功精准测定了气体的运动结构。
图1 宇宙中从星系团（星系的集合体）到单个星系，再到其中心超大质量黑洞的层级结构示意图。黑洞半径比星系半径小一亿倍以上，却在星系中心发挥着重要作用。（供图：东北大学）
研究结果表明，黑洞周边的高温气体并非处于静态，而是在广阔范围内以湍流和大规模流动的形式被剧烈扰动。研究证实，这种运动的范围超出星系自身尺度（半径约3万光年），最远可延伸至约30万光年处。此外，该能量总量（约10的54次方焦耳）达到以往估算值的100倍以上，规模相当于恒星生命末期超新星爆发数十亿次以上的总能量。凭借这种威力惊人的“爆风”，黑洞的影响可突破星系范围，波及广阔的宇宙环境，这是全球首次揭示了这一现象。相关研究成果已发表在期刊《Nature Astronomy》上。
黑洞是驱动宇宙空间气体流动与运动的重要存在，学术界对其作用的认知正不断更新。本次研究成果基于日本主导研发的X射线天文卫星XRISM的高精度观测获得。未来借助新一代天文卫星等观测设备，黑洞对周围环境的影响有望得到进一步阐明。
山田助教表示：“我期待这类研究的推进能深化人类对宇宙中物质与元素循环的认知，并有望进一步揭示构成恒星和生命的物质是如何扩散到宇宙中的。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Astronomy
论文：Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core
DOI：10.1038/s41550-026-02939-x
