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最古老的黑洞可能会对遥远星系造成破坏

大多数黑洞都遵循相似的发展模式,但迄今为止观测到的最古老的黑洞展示了这些宇宙奇观可能以不同的方式成熟。

Jack Knudson
作者:Jack Knudson
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图片来源:guteksk7/Shutterstock

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宇宙中很少有事物能与黑洞神秘的声誉相提并论,而这些引力巨头中的一个特殊成员,刚刚被确认为其中最古老的一个。

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一个由剑桥大学领导的国际研究团队通过 詹姆斯·韦伯太空望远镜 探测到了已知最古老的黑洞。它出现在大爆炸后 4 亿年,即 130 多亿年前,这颠覆了关于黑洞形成和增长的传统观念。该研究结果 发表在《Nature》杂志的新研究中,据通讯作者 Roberto Maiolino 称,这代表着“向前迈出了巨大的一步”。

这个黑洞有多大?

这个黑洞的巨大质量让研究人员感到震惊,它的质量是太阳的数百万倍。在此次观测之前,天文学家普遍认为星系中心的超大质量 黑洞 是在数十亿年间逐渐增长的。它们通常起源于恒星死亡后的残骸,恒星坍缩可以产生质量约为太阳一百倍的黑洞。


阅读更多:黑洞里会发生什么?


这个黑洞是如何形成的?

这个新发现的黑洞的巨大尺寸,提出了可能解释其形成方式的未知情景。研究人员推测,它们可能天生就很大,或者它们的物质吸积速率比之前认为的要高五倍。

如果这个黑洞是以预期的方式增长的,那么它需要大约十亿年的时间才能达到目前的尺寸。然而,这种解释是行不通的,因为在发现这个黑洞时,宇宙还没有存在十亿年。

Maiolino 在一份新闻稿中说:“在宇宙如此早期的阶段就看到如此巨大的黑洞,我们必须考虑它们可能形成的其他方式。‘非常早期的星系富含气体,所以它们就像是黑洞的自助餐。’”


阅读更多:黑洞是如何形成的?


这个黑洞是如何变得如此巨大的?

为了维持其增长,黑洞会吞噬其宿主星系的物质;这在所有情况下都是普遍的,但新发现的黑洞之所以与众不同,是因为它比其他黑洞更具侵略性地吸收物质。

这个黑洞的宿主星系名为 GN-z11,散发着辐射光环。这种现象来自黑洞的存在,天文学家无法直接看到它;相反,他们通过物质在轨道运动中的流动来感知它。这会产生一个 吸积盘,即黑洞边缘的一个发光结构。当吸积盘中的气体变热并发出紫外线范围的能量时,就会产生光芒。

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GN-z11 — 比银河系小 100 倍 — 的持续发展可能会被这个饥饿的黑洞所阻碍。随着它吞噬大量的气体,黑洞可能会以强烈的风的形式将气体排出。

这种风的爆发将停止恒星的形成,导致 GN-z11 逐渐死亡。与此同时,黑洞也会因其营养来源的消失而走向死亡,它的宿主星系也将随之消亡。

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阅读更多:这个巨大的星系拥有有史以来测量到的最大黑洞


还有什么可能?

对 Maiolino 而言,这项前所未有的发现为黑洞的研究带来了令人兴奋的可能性。

Maiolino 在新闻稿中说:“这是一个新时代:灵敏度的巨大飞跃,尤其是在红外方面,就像一夜之间从伽利略望远镜升级到现代望远镜一样。“在 Webb 上线之前,我认为也许当我们超越哈勃太空望远镜的观测范围时,宇宙就没有那么有趣了。但事实并非如此:宇宙慷慨地向我们展示了许多东西,而这仅仅是开始。”

得益于詹姆斯·韦伯太空望远镜,未来可能会发现更古老的黑洞。Maiolino 和其他研究人员已将目光投向黑洞的起源,希望他们的研究能让他们更好地理解这些天体空间区域的非传统功能。

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阅读更多:黑洞听起来是什么样的

  • Jack Knudson

    Jack Knudson

    Jack Knudson 是《Discover Magazine》的助理编辑,撰写关于太空、古代人类、动物和可持续发展的文章,并负责印刷版的“地球”栏目。

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