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對增長最快的黑洞的質量的測量證實了早期宇宙理論的一個主要問題。即使質量是太陽的340億倍,這個天體並不是測量到的最大質量的黑洞,但這樣的質量在它的年齡本應該是不可能的。
黑洞通過吞噬周圍的物質而生長,但它們的質量為它們吞噬的量設定了上限,因為它們的引力必須克服它們吞噬新物質時發出的光產生的外向壓力。這為任何黑洞在大爆炸後一定時間可以到達多大設定了限制。
這是一個藝術家對早期宇宙類星體的印象。目前發現的最亮的類星體比其這個年齡所應該具有的亮度要更亮。埃索/科恩梅瑟
天文學家已經注意到類星體顯然違反了這些規則。類星體由其中心黑洞吸收的物質提供動力,消耗的質量越大,它們得到的亮度越高,但一些類星體的亮度需要一個難以解釋的巨大黑洞支持。已知大多數異常類星體的黑洞只是稍微偏大,留下了測量誤差的可能。現在就可以說說類星體J215728.21-360215.1了。
正如已發現的最亮的類星體一樣,J215728.21-360215.1的黑洞必須每天吞噬太陽的質量才能維持自身。這令外行十分振奮,但發現它的天文物理學家卻被這個事實困擾著,類星體J215728.21-360215.1離地球如此遙遠,我們現在能看到的它是宇宙誕生後12億年的它。然而,只有至少質量是200億個太陽的黑洞能吞噬如此多的質量。
為了形成如此大的體積,J215728.21-360215.1要麼成長得比理論上黑洞能夠做的要快得多,要麼開始的時候已經比黑洞結構所允許的已知大得多。我們認為我們知道的關於黑洞最關鍵的事情之一是錯誤的,但我們不知道是哪一個。
在皇家天文學會的月刊中,J215728.21-360215.1被測量為太陽質量的340億倍——如果對於現有理論來說,太陽質量200億倍已經太大,這顯然要糟糕得多。它正在以它的質量所可以達到的理論最大速率的40%進食。
人們曾經觀測到的最亮的類星體看起來像是微弱的紅斑,因為它離得很遠,附近普通恆星要更亮眼些。在這個距離上,紅移使得它的白光看起來是紅色的,這意味著我們看到的是多麼久遠的時光。 地圖南方調查
澳大利亞國立大學的第一作者克里斯多福·奧肯博士在一份聲明的背景中,提到了這不同尋常的質量。「黑洞的質量也是銀河系中心黑洞的8000倍」,奧肯說「如果銀河系的黑洞想要變成如此的體積,它將不得不吞噬我們銀河系中三分之二的恆星。奧肯告訴 天文在線網站,他的團隊通過觀察它吸進電離鎂的速度來測量質量,吸進電離鎂的過程產生一條獨特的光譜線。此速度由J215728.21-360215.1的引力決定,而其引力又取決於其質量。即使J215728.21-360215.1質量的初始最低估計值是任何已知年齡相似的黑洞的兩倍,在那之後「有一些發現填補了這一空白,但沒有一個超越它」奧肯補充說。
自J215728.21-360215發現以來,人們發現了一個更反常的黑洞——只有10億個太陽質量,但它太年輕以至於更難解釋了。
相關知識
黑洞是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界 。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特徵。
最早在18世紀,約翰·米歇爾和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考慮過引力場強大到光線都無法逃逸的物體[12]。1916年,卡爾·史瓦西發現了廣義相對論現代黑洞模型特徵的第一個解,然而大衛·芬克爾斯坦在1958年才首次發表它做為一個無法逃脫空間區域的解釋。長期以來,黑洞一直被認為是數學上的一種好奇心。在20世紀60年代,理論工作顯示這是廣義相對論的一般預測。約瑟琳·貝爾·伯奈爾在1967年發現中子星,激發了人們對引力坍縮造成緻密天體的興趣,認為可能能在天體物理中實現。
FY:Charmy
作者:Stephen lunzt
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