北京時(shí)間12月23日消息，一項(xiàng)新研究顯示，在125億年前，古老的黑洞可能以氣體和塵?！盀槭场?，發(fā)展成為今天的超大質(zhì)量物體。一組國(guó)際研究人員利用位于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡捕捉到了環(huán)繞在星系中心類星體周圍的“黑洞食物”的圖像。
研究人員表示，這些物質(zhì)讓這些黑洞在宇宙還很年輕的時(shí)候迅速成長(zhǎng)。他們認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)為了解諸如星系團(tuán)和空洞等最早的宇宙結(jié)構(gòu)如何形成的提供了基礎(chǔ)。在天文學(xué)中，空洞是指纖維狀結(jié)構(gòu)之間的空間，與纖維狀結(jié)構(gòu)一起組成了宇宙中最大尺度的結(jié)構(gòu)。
德國(guó)馬克斯·普朗克天文研究所的伊曼紐爾·保羅·法里納（Emanuele Paolo Farina）博士說(shuō)：“這些‘怪物’在宇宙早期的存在是個(gè)謎?！边@里所說(shuō)的“怪物”便是超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量是太陽(yáng)的數(shù)十億倍。直到現(xiàn)在，人們還認(rèn)為超大質(zhì)量黑洞周圍沒(méi)有足夠的物質(zhì)來(lái)支持它們的生長(zhǎng)。
一組國(guó)際研究人員利用位于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡捕捉到了環(huán)繞在星系中心類星體周圍的“黑洞食物”的圖像。。這張圖片顯示的是用歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡上的多單元光譜探測(cè)器新觀測(cè)到的一個(gè)氣體暈，與另一架望遠(yuǎn)鏡獲得的星系合并的舊圖像疊加在一起
法里納博士表示，它們可能是由最早的恒星坍縮形成的，而且一定長(zhǎng)得很快。天文學(xué)家還沒(méi)有找到足夠數(shù)量的“黑洞食物”（包括冷氣體和塵埃）來(lái)解釋這種快速增長(zhǎng)?！艾F(xiàn)在我們首次表明，原始星系確實(shí)有足夠的食物來(lái)維持不斷增長(zhǎng)的黑洞，以及形成充滿活力的恒星。”
天文學(xué)家使用歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡，包括其裝載的多單元光譜探測(cè)器（MUSE），來(lái)收集黑洞的數(shù)據(jù)。
研究人員調(diào)查了31個(gè)類星體，即星系中極其明亮的活躍星系核。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些類星體中有12個(gè)被由低溫、高密度的氫氣所包圍。據(jù)研究人員稱，這些氣體暈與星系緊密相連，為維持超大質(zhì)量黑洞的生長(zhǎng)提供了“完美的食物來(lái)源”。
法里納博士表示，多單元光譜探測(cè)器是類星體研究的“游戲規(guī)則改變者”，使這項(xiàng)研究成為可能?！霸趯?duì)每個(gè)目標(biāo)進(jìn)行的數(shù)小時(shí)觀測(cè)中，我們能夠深入到年輕宇宙中存在的最龐大、最貪婪的黑洞周圍，”他說(shuō)，“類星體很明亮，但它們周圍的氣層卻很難觀測(cè)到。多單元光譜探測(cè)器可以探測(cè)到光暈中微弱的氫氣輝光，最終使天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了早期宇宙中為超大質(zhì)量黑洞提供能量的食物庫(kù)?！?/p>
下一代甚大望遠(yuǎn)鏡將于2025年上線，屆時(shí)科學(xué)家們將能夠揭示更多關(guān)于星系和超大質(zhì)量黑洞的細(xì)節(jié)。法里納博士說(shuō)：“有了甚大望遠(yuǎn)鏡的力量，我們將能夠更深入地探索早期宇宙，找到更多這樣的氣體星云?！边@項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志》（Astrophysical Journal）上。
超大質(zhì)量黑洞人馬座A*
銀河系的星系中心存在著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，被稱為人馬座A*（Sagittarius A*，簡(jiǎn)稱Sgr A*）。超大質(zhì)量黑洞是星系中心密度極高的區(qū)域，其質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)十億倍。它們充當(dāng)著強(qiáng)大的引力源，吸收著周圍的塵埃和氣體。
美國(guó)物理學(xué)家卡爾·央斯基（Karl Jansky）在1931年首次提出了銀河系中心存在黑洞的證據(jù)，當(dāng)時(shí)他發(fā)現(xiàn)了來(lái)自該區(qū)域的無(wú)線電波。
人馬座A*的能量強(qiáng)大，但又無(wú)法看見，其質(zhì)量相當(dāng)于大約400萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞離地球只有26000光年，是宇宙中為數(shù)不多我們可以探測(cè)到其附近物質(zhì)流動(dòng)的黑洞。最初在黑洞引力影響下的物質(zhì)，只有不到1%會(huì)到達(dá)事件視界，因?yàn)榇蟛糠治镔|(zhì)被拋出。因此，來(lái)自人馬座A*附近物質(zhì)的X射線發(fā)射非常微弱，就像鄰近星系中的大多數(shù)超大質(zhì)量黑洞一樣。被捕獲的物質(zhì)需要失去熱量和角動(dòng)量才能進(jìn)入黑洞，而物質(zhì)的噴射使這種損失得以發(fā)生。
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