Forskare har länge teoretiserat att supermassiva svarta hål kan vandra genom rymden - men att fånga dem på bar gärning har visat sig vara svårt.

Nu, forskare vid Centrum för Astrofysik | Harvard &Smithsonian har identifierat det tydligaste fallet hittills av ett supermassivt svart hål i rörelse. Deras resultat publiceras idag i Astrofysisk tidskrift .

"Vi förväntar oss inte att majoriteten av supermassiva svarta hål rör sig; de nöjer sig vanligtvis med att bara sitta runt, " säger Dominic Pesce, en astronom vid Centrum för Astrofysik som ledde studien. "De är bara så tunga att det är svårt att få igång dem. Tänk på hur mycket svårare det är att sparka en bowlingklot i rörelse än det är att sparka en fotboll — inse att i det här fallet, "bowlingbollen" är flera miljoner gånger vår sols massa. Det kommer att kräva en ganska mäktig kick."

Pesce och hans medarbetare har arbetat med att observera denna sällsynta händelse under de senaste fem åren genom att jämföra hastigheterna hos supermassiva svarta hål och galaxer.

"Vi frågade:Är hastigheterna för de svarta hålen desamma som hastigheterna för galaxerna de bor i?" han förklarar. "Vi förväntar oss att de ska ha samma hastighet. Om de inte gör det, som antyder att det svarta hålet har störts."

För deras sökning, teamet undersökte initialt 10 avlägsna galaxer och de supermassiva svarta hålen i deras kärnor. De studerade specifikt svarta hål som innehöll vatten i deras ackretionsskivor - spiralstrukturerna som snurrar inåt mot det svarta hålet.

När vattnet kretsar runt det svarta hålet, den producerar en laserliknande stråle av radioljus som kallas en maser. När de studeras med ett kombinerat nätverk av radioantenner med en teknik som kallas mycket lång baslinjeinterferometri (VLBI), Masers kan hjälpa till att mäta ett svart håls hastighet mycket exakt, säger Pesce.

Tekniken hjälpte teamet att fastställa att nio av de 10 supermassiva svarta hålen var i vila - men ett stack ut och verkade vara i rörelse.

Ligger 230 miljoner ljusår från jorden, det svarta hålet sitter i mitten av en galax som heter J0437+2456. Dess massa är ungefär tre miljoner gånger vår sols massa.

Genom att använda uppföljningsobservationer med Arecibo och Gemini Observatories, teamet har nu bekräftat sina första resultat. Det supermassiva svarta hålet rör sig med en hastighet av cirka 110, 000 miles per timme inne i galaxen J0437+2456.

Men vad som orsakade motionen är inte känt. Teamet misstänker att det finns två möjligheter.

"Vi kan observera efterdyningarna av två supermassiva svarta hål som smälter samman, säger Jim Condon, en radioastronom vid National Radio Astronomy Observatory som var involverad i studien. "Resultatet av en sådan sammanslagning kan få det nyfödda svarta hålet att backa, och vi kanske tittar på det när det ryggar tillbaka eller när det lägger sig igen."

Men det finns en annan, kanske ännu mer spännande möjlighet:det svarta hålet kan vara en del av ett binärt system.

"Trots alla förväntningar om att de verkligen borde finnas där ute i ett visst överflöd, forskare har haft svårt att identifiera tydliga exempel på binära supermassiva svarta hål, " säger Pesce. "Det vi kunde se i galaxen J0437+2456 är ett av de svarta hålen i ett sådant par, med den andra gömd för våra radioobservationer på grund av dess brist på maserutsläpp."

Ytterligare observationer, dock, kommer i slutändan att behövas för att fastställa den sanna orsaken till detta supermassiva svarta håls ovanliga rörelse.