IT之家 11 月 7 日消息,借助 NASA 錢德拉 X 射線天文臺和詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸初期形成的一個巨大黑洞,其質(zhì)量相當(dāng)于所在星系所有恒星質(zhì)量的總和。
阿科斯?博格丹 (Akos Bogdan) 及其團(tuán)隊在距離地球 35 億光年的星系團(tuán) Abell 2744 方向的一個名為 UHZ1 的星系中發(fā)現(xiàn)了這枚黑洞。然而,韋伯?dāng)?shù)據(jù)顯示,該星系比星團(tuán)要遠(yuǎn)得多,實際上距地球大約有 132 億光年,它誕生于宇宙大爆炸 4.7 億年之后,當(dāng)時宇宙的年齡僅為當(dāng)前年齡的 3%。
相關(guān)研究報告已經(jīng)刊發(fā)在《自然?天文學(xué)》雜志上(IT之家附 DOI:2305.15458)。
據(jù)介紹,這是迄今為止在人類借助 X 射線觀察到的最遙遠(yuǎn)的黑洞,也是最古老的黑洞。該黑洞正處于以前從未見過的生長早期階段。這項發(fā)現(xiàn)或有助科學(xué)家了解一些超大黑洞在宇宙誕生初期形成的過程。
博格丹團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這枚黑洞誕生時質(zhì)量很大。根據(jù) X 射線的亮度和能量,它的質(zhì)量估計在 10 到 1 億個太陽之間。這個質(zhì)量范圍與其所在星系中所有恒星的質(zhì)量總和相似,這與附近宇宙中星系中心的黑洞形成了鮮明的對比,這些黑洞通常只包含其宿主星系恒星質(zhì)量的千分之一左右。
科學(xué)家們通過對錢德拉 X 射線天文臺觀察了兩周,終于發(fā)現(xiàn)了這個星系中存在強(qiáng)烈、過熱的 X 射線發(fā)射氣體(這是超大質(zhì)量黑洞的標(biāo)志)。
據(jù)稱,由于 Abell 2744 中的干預(yù)物質(zhì)(由于引力透鏡效應(yīng)),來自星系的光和其超大質(zhì)量黑洞周圍氣體的 X 射線被放大了大約四倍,增強(qiáng)了韋伯檢測到的紅外信號,并使錢德拉能夠檢測到微弱的 X 射線源。
普林斯頓大學(xué)的 Andy Goulding 指出,“一旦黑洞形成,它們的生長速度受到物理限制,但那些誕生時更重的黑洞具有優(yōu)勢。就像種植一棵小樹苗,它成長為一棵大樹所需的時間比從種子開始要少”。
此外,《自然天文學(xué)》上這篇論文的共同作者 Goulding 還在《天體物理學(xué)雜志快報》上發(fā)表了一篇新論文,該論文使用 Webb 的光譜報告了該星系的距離和質(zhì)量。
值得一提的是,年輕的超大質(zhì)量黑洞的巨大質(zhì)量,加上它產(chǎn)生的 X 射線數(shù)量以及 Webb 檢測到的星系亮度,一切似乎都與耶魯大學(xué)的共同作者 Priyamvada Natarajan 在 2017 年的理論預(yù)測相吻合,即一種直接由大量氣體云坍縮形成的“超大質(zhì)量黑洞”。
“我們認(rèn)為這是首次探測到‘超大質(zhì)量黑洞’,也是迄今為止獲得的關(guān)于一些黑洞由大量氣體云形成的最佳證據(jù)?!盢atarajan 說道。
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