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天文學家探測到有史以來最古老的黑洞
發(fā)布時間：2025-12-10 02:44:24 來源：骨軟筋酥網 作者：綜合
黑洞質量是紅移（對數尺度）和宇宙年齡的函數。GN-z11的到有的黑洞黑洞質量用大的金色符號表示。信用:uux.cn/arXiv（2023年）。史最DOI: 10.48550/arxiv.2305.12492
（神秘的古老地球uux.cn）據劍橋大學：研究人員發(fā)現(xiàn)了有史以來觀測到的最古老的黑洞，可追溯到宇宙誕生之初，天文探測并發(fā)現(xiàn)它正在“吞噬”其宿主星系直至死亡。到有的黑洞
由劍橋大學領導的史最國際小組使用美國國家航空航天局/歐空局/加空局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）探測了這個黑洞，該黑洞可追溯到130多億年前大爆炸后的古老4億年。該研究的天文探測主要作者羅伯托·馬約里諾教授表示，這些結果是到有的黑洞“一個巨大的飛躍”，發(fā)表在《自然》雜志上。史最
這個質量驚人的古老黑洞——是我們太陽質量的幾百萬倍——在宇宙中如此早就存在，這挑戰(zhàn)了我們關于黑洞如何形成和增長的天文探測假設。天文學家認為，到有的黑洞在銀河系等星系中心發(fā)現(xiàn)的史最超大質量黑洞在數十億年的時間里增長到了目前的大小。但是這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞的大小表明，它們可能以其他方式形成:它們可能“生來就大”，或者它們可以以比以前認為可能的速度高五倍的速度吞噬物質。
根據標準模型，超大質量黑洞是由死亡恒星的殘余物形成的，這些恒星坍塌后可能形成一個質量約為太陽100倍的黑洞。如果它以預期的方式增長，這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞將需要大約10億年才能增長到觀察到的大小。然而，當這個黑洞被探測到時，宇宙還不到10億歲。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在星系GN-z11的中心發(fā)現(xiàn)了迄今為止探測到的最古老的黑洞。
劍橋卡文迪許實驗室和卡維利宇宙學研究所的邁奧利諾說:“在宇宙中看到如此巨大的黑洞還為時過早，所以我們必須考慮它們可能形成的其他方式。”“非常早期的星系富含氣體，因此它們就像黑洞的自助餐。“
像所有黑洞一樣，這個年輕的黑洞正在吞噬其宿主星系的物質以促進其增長。然而，人們發(fā)現(xiàn)這個古老的黑洞在后來的時代比它的兄弟姐妹更強烈地吞噬物質。
年輕的宿主星系被稱為GN-z11，從其中心的一個高能黑洞中發(fā)出光芒。黑洞不能被直接觀察到，而是通過在黑洞邊緣附近形成的旋轉吸積盤的發(fā)光來探測。吸積盤中的氣體變得非常熱，開始發(fā)光并輻射紫外線范圍內的能量。這種強烈的輝光是天文學家能夠探測黑洞的原因。
梅西耶87星系中心黑洞的第一張照片——或者至少是黑洞周圍的光。
GN-z11是一個致密星系，比銀河系小約100倍，但黑洞很可能會損害它的發(fā)展。當黑洞消耗過多氣體時，它會像超高速風一樣將氣體推開。這種“風”可能會停止恒星形成的過程，慢慢殺死銀河系，但它也會殺死黑洞本身，因為它還會切斷黑洞的“食物”來源
馬約里諾說，JWST帶來的巨大飛躍使這成為他職業(yè)生涯中最激動人心的時刻。他說:“這是一個新時代:靈敏度的巨大飛躍，特別是在紅外線方面，就像一夜之間從伽利略的望遠鏡升級到現(xiàn)代望遠鏡。”“在韋伯上線之前，我想也許當你超越我們用哈勃太空望遠鏡所能看到的范圍時，宇宙就沒那么有趣了。但事實完全不是這樣:宇宙已經非常慷慨地向我們展示了它所展示的一切，而這只是一個開始。”
Maiolino說，JWST的敏感性意味著在未來的幾個月和幾年里甚至可能會發(fā)現(xiàn)更古老的黑洞。馬約里諾和他的團隊希望利用未來在JWST的觀測來尋找更小的黑洞“種子”，這可能有助于他們理清黑洞可能形成的不同方式:它們是開始時很大還是快速增長。
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