130億光年外,中國科學家發現一超級黑洞,質量達太陽16億倍

2021-01-21 網易

　　在130億光年外，一個超大質量黑洞的發現再一次挑戰了人類的黑洞和星系形成模型，讓科學家們陷入了困境。

　　最古老的類星體

　　

　　這個黑洞的名字叫做J0313-1806，屬於一個類星體。類星體是在上個世紀60年代被發現的一種非常恐怖的天體，它們的亮度非常驚人，甚至可以超過整個星系。科學家分析後認為，類星體的本質就是在瘋狂吞噬物質的超大質量黑洞。類星體的紅移值也非常驚人，意味著它們距離我們普遍有幾十億甚至一百億光年之遙。

　　在此之前，科學家們發現的最遙遠類星體叫做J1342+0928。而憑藉著阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡（ALMA）的深入觀測，科學家測算出新發現的類星體J0313-1806比它還要遠了2000萬光年，成為了迄今為止人類已知最遙遠的類星體。

　　亞利桑那大學Steward天文臺的天文學家王飛格領導了本次觀測，他們發現這個類星體和我們的距離超過了130億光年。在這個遙遠的距離下，即使是利用世界上幾臺最強大的望遠鏡，也只能看見一個紅外光點。

　　

　　（圖片說明：本次研究的第一作者王飛格）

　　和其他的類星體一樣，J1342+0928也是一個瘋狂吞噬的宇宙巨獸。觀測結果表明，它平均每一年就要吞噬超過25個太陽質量的物質，這使得它已經擁有了超過太陽16億倍的恐怖質量！正是在這麼恐怖的吸積速度下，大量物質落入黑洞的過程中能量升高，最終發出了宇宙中最耀眼的光芒。與此同時，在它的兩側還有極其強大的相對論性噴流，大量物質以光速20%的速度噴射到宇宙空間，十分壯觀。

　　這樣的場景，我們也不是第一次描述了。真正令科學家們震驚的，是它的年齡。

　　黑洞形成模型的挑戰

　　

　　我們知道，光年的定義決定了我們觀測到多少光年以外的天體就意味著我們看到的是它在多少年前的模樣。換言之，我們今天觀測到的J1342+0928，其實是它在宇宙大爆炸的僅僅6.7億年後的狀態。此前的紀錄保持者J1342+0928在大爆炸後6.9億年就擁有了8億倍太陽質量，足夠令人震驚，而J0313-1806在它2000萬年前就獲得了兩倍的質量，令人匪夷所思。

　　數字本身只能吸引我們口中的感慨，其形成過程才是令人燒腦的問題。算一算吧，就算它在宇宙大爆炸後1億年就形成了，那麼根據現有的模型來分析，它最初要具備10000倍以上的太陽質量才能夠成長到如此巨大，這是幾乎不可能的，因為那個時候宇宙連恆星都沒有多少。

　　

　　目前來說，關於宇宙早期的超大質量黑洞形成，科學家提出過兩種理論：

　　

　　1. 超大質量黑洞的起點很小，它是通過不斷的吸積過程成長到現在這麼大的；

　　

　　2. 超大質量黑洞不僅僅依靠吸積，而是通過緻密星團的直接坍縮而形成。

　　

　　不過，這兩個理論即使勉強能解釋J1342+0928，但面對J0313-1806時就顯得束手無策了。那麼，科學家就真的沒有辦法了嗎？

　　不，科學家們的手裡，還有第三個模型。

　　

　　亞利桑那大學的天文學家樊曉暉介紹道：「這意味著，不論你信不信，這個黑洞的起點勢必是利用一個完全不同的機制而開始的。在這個情況下，就要考慮到超大質量原初低溫氫氣直接坍縮成為一個黑洞種子的理論。」

　　恆星的製造者

　　大家普遍認為黑洞就是宇宙的吞噬者，這一點並非不對，但它同時也會製造天體。宇宙中的星系幾乎都有一個超大質量黑洞在核心，科學家認為，正是這些黑洞造就了宇宙的星系。

　　J0313-1806也不例外，據觀測，它每年可以製造大約200顆恆星，使它成為了一個所謂的星爆星系。即使是對J0313-1806這麼巨大的黑洞來說，也不可能永遠支持恆星如此高速的形成，這也是決定了一個星系能夠成長到多大的重要因素。

　　

　　另外，J0313-1806在瘋狂吞噬的同時，它的吸積盤還會向外噴射出極高溫的等離子體。這樣的類星體風會將星系內的氣體推到遠處，從而降低恆星的形成速率，以至於最終熄滅。

　　樊曉暉說：「我們認為，那些超大質量黑洞正是終止那些巨大星系的恆星形成的原因。我們此前在紅移值比較低的情況下已經觀測過這樣的情況，不過直到現在，我們仍不知道這樣的熄滅過程在多早的宇宙歷史中就開始上演了。而這個類星體是現在最早的證據，證明熄滅的過程在很早就已經開始出現了。」

　　王飛格也表示：「這是超大質量黑洞通過怎樣的方式來影響其宿主星系的最早證據，通過對較近的星系的觀測，我們知道這個現象一定會發生，但此前從未在如此早期的宇宙中觀測到。」

　　

　　最終，超大質量黑洞周圍的物質不是被吞噬就是被吹散，成為了一片宇宙荒漠。至此，耀眼奪目的黑洞將會停止瘋狂的吞噬，歸於沉寂。也就是說，雖然在130多億年前J0313-1806就已經達到16億倍太陽質量了，但它不可能一直保持這樣瘋狂的成長速度，如今可能已經一片漆黑了。

　　不管怎麼說，像J0313-1806這樣的類星體在突破人類認知、挑戰現有模型的同時，也是我們發現新理論的重要參考。隨著人類觀測設備的不斷升級，我們也將可以觀測到更多的類星體，甚至很可能在未來打破J0313-1806的紀錄，那絕對是好消息。

　　

　　在最後，王飛格指出：「未來的觀測能夠幫助我們破解更多類星體的細節，藉此展現其流出結構以及類星體風能夠延伸到星系多遠的位置，這將會給我們判斷其所處的演化階段提供更好的參考。」

特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺「網易號」用戶上傳並發布，本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關焦點

  • 16億倍太陽質量,距離130億光年,科學家發現最遙遠超大質量黑洞
    大多數星系中心都有一個超大質量黑洞，質量從百萬至數十億倍太陽質量不等。但也有少數星系的核心光度異常高，以至於科學家通過望遠鏡的各種波段都能觀測到，故被稱為活躍星系核（ANG）。而其中能量最強大、極度明亮的活躍星系核又被稱為「類星體（quasar）」。
  • 16億倍太陽質量,距離130億光年,科學家發現最遙遠超大質量黑洞!
    大多數星系中心都有一個超大質量黑洞，質量從百萬至數十億倍太陽質量不等。但也有少數星系的核心光度異常高，以至於科學家通過望遠鏡的各種波段都能觀測到，故被稱為活躍星系核（ANG）。而其中能量最強大、極度明亮的活躍星系核又被稱為「類星體（quasar）」。
  • 天文學家發現年齡最大的黑洞:16億倍太陽質量,距地130億光年
    類星體是宇宙中最明亮的物體，它們位於銀河系的中心，但在它們自己的中心則存在一個超大質量的黑洞，其質量比太陽大數百萬至數十億倍。【環球網科技綜合報導】1月16日消息，據外媒報導稱，天文學家在距離地球130.3億光年的暗角發現了一個類星體，它中心的超大質量黑洞比太陽大16億倍。
  • 50億光年外發生了黑洞合併事件，形成了142倍太陽質量的黑洞
    黑洞是宇宙中最神秘的天體，其強大的引力連光線也無法逃脫，科學家認為這種天體在宇宙中起著極其重要的作用，因為大多數星系的中心都存在超大質量的黑洞，由於黑洞的強大引力會把範圍內的物質全部吸引過來，科學家認為黑洞之間也會相互合併成為更大的黑洞，在2017年科學家通過雷射幹涉儀捕捉到發生在50億光年外的神秘時空漣漪，認為這個遙遠的空間裡可能正在發生一場
  • 天文學家發現超級黑洞 質量是太陽170億倍
    天文學家發現超級黑洞 質量是太陽170億倍　　10月22日消息，據媒體報導，科學家們表示他們在距離地球大約2.5億光年的一個小型星系內部發現了一個可能是迄今已知質量最大的黑洞。這個超級黑洞的質量大約相當於170億倍太陽質量，位於英仙座星系NGC 1277之中。這一黑洞的質量佔整個星系總質量的14%，而相比之下一般星系中黑洞的質量只會佔到整個星系總質量的0.1%左右。
  • 50億光年外發生了黑洞合併事件,形成了142倍太陽質量的小黑洞!
    黑洞是宇宙中最神秘的天體，其強大的引力連光線也無法逃脫，科學家認為這種天體在宇宙中起著極其重要的作用，因為大多數星系的中心都存在超大質量的黑洞，由於黑洞的強大引力會把範圍內的物質全部吸引過來，科學家認為黑洞之間也會相互合併成為更大的黑洞，在2017年科學家通過雷射幹涉儀
  • 新發現黑洞質量達太陽170億倍
    據物理學家組織網11月29日（北京時間）報導，霍比·埃伯利望遠鏡大質量星系調查項目的天文學家發現了可能是迄今質量最大的黑洞。這一罕見黑洞質量達170億個太陽，位於NGC 1277星系，其質量佔了該星系質量的14%，而通常黑洞只佔其所在星系的1%。這一發現可能改寫黑洞與星系的形成演化理論。
  • 是太陽質量340億倍,一個超級黑洞幾乎每天吃掉一個太陽質量
    近日，來自《皇家天文學會月刊》一項新研究表明，宇宙超級黑洞質量約為太陽340億倍，約是銀河系中心黑洞8000倍，質量大胃口也很大，幾乎每天都要吞噬一個太陽質量。 因為胃口很大的優勢，它很快成為了宇宙中增長速度最快黑洞，比如，銀河系中心黑洞要增加質量，就不得不吞噬銀河系中三分之二的恆星。
  • 迄今最古老的超大質量黑洞被發現比太陽大16億倍!
    據外媒cnet報導，天文學家們在距離地球超過130.3億光年的暗角發現了一個類星體，它中心的超大質量黑洞比太陽大16億倍。來了解一下吧！該類星體被命名為J0313-1806，在宇宙大爆炸6.7億年時誕生。
  • 天文學家發現質量是太陽170億倍的「黑洞」
    歡迎廣大宇宙愛好者持續關注我們微信平臺！據國外媒體報導，哈勃空間望遠鏡拍攝一個酷似透鏡的星系，其被命名為NGC 1277星系，雖然該星系並不龐大，但其中卻隱藏著一個超大質量黑洞，是有史以來發現的最大黑洞之一，達到了170億個太陽質量，由黑洞統治的質量佔到星系總質量的14%。
  • 科學家發現最大黑洞,質量是太陽的340億倍,一天能吃一個太陽!
    在科學的發展過程中，出現了很多著名的科學家，他們對於宇宙也存在自己的看法，黑洞一直是多位科學家極力驗證的存在，比如愛因斯坦和霍金。直到2019年，人類首次拍攝到了黑洞照片，才驗證了它的存在。除了這個黑洞外，科學家還曾發現了另外一個黑洞，質量抵得上340億個太陽。
  • 科學家發現超大質量黑洞:約為太陽120億倍
    這個類星體是一個擁有強大能量的銀河輻射源，其能量輸出是太陽的1000萬億倍。 科學家最近發現的這個黑洞叫SDSS J0100+2802，距地球128億光年，在宇宙大爆炸後9億年形成。據國外媒體報導，科學家發現一個超大質量黑洞。它比太陽大120億倍，光度是太陽光度的430萬億倍，是「遙遠宇宙最亮燈塔」的動力來源。這個非凡天體位於一個類星體的中心。它是一個擁有強大能量的銀河輻射源，其能量輸出是太陽的1000萬億倍。從1963年發現以來，類星體的性質就一直是個謎團。根據科學家的理論，物質被拖進遙遠星系中心的超大質量黑洞時升溫，繼而產生輻射。
  • 科學家發現10億光年內的最大黑洞,質量為銀河系中心黑洞9300倍
    我們生活在地球上，這個地球很大，大到無邊無際，然而最小的恆星的質量也是地球的3萬倍左右，太陽的質量更是地球的33萬倍，但是黑洞的質量更大，科學家們已經發現的所有的黑洞質量都比太陽大，在一些星系的中心還存在著超大質量黑洞，質量基本都在太陽的10萬倍以上，它們都是宇宙中最大級別的單一天體
  • 哈勃望遠鏡發現最大黑洞 質量為太陽170億倍
    哈勃望遠鏡發現最大黑洞 質量為太陽170億倍  　　【科技訊】11月20日消息，據NASA最新研究介紹，小型星系NGC 1277是一個巨型黑洞的宿主星系，其隱藏於英仙座的星系團之中。距離地球約2.5億光年。NGC1277位於這張圖像中央位置，相比其周圍的其它星系，NGC1277顯得非常緊湊和平坦。　　　　據美國太空網報導，科學家們表示他們近日在距離地球大約2.5億光年的一個小型星系內部發現了一個可能是迄今已知質量最大的黑洞。這個超級黑洞的質量大約相當於170億倍太陽質量，位於英仙座星系NGC 1277之中。
  • 7億光年外400億倍太陽黑洞,史瓦希半徑4光天,幸虧地球跑得快!
    也許7億光年外的400億倍太陽質量的超大黑洞，還真不能用肉眼看，也無法用光學望遠鏡看，可能只能通過其發出的強X射線源頭去判斷，儘管人類已經發現比這質量更大的黑洞，但距離地球只有7億光年外發現如此高質量黑洞，也許對星系的起源與發展有相當的裨益！
  • 科學家發現最能吃的黑洞,一天一個太陽,質量已是太陽的340億倍
    這個首次被人類拍下來的黑洞位於室女座一個橢圓星系M85的中心。它距離地球大約5500萬光年，質量大約為太陽的65億倍。目前科學家在宇宙中發現的質量最大的恆星R136a1的質量是太陽的256倍~315倍。因此，銀河系超大質量黑洞人馬座A質量也是大的我們讓無法想像。既然黑洞是由大量質量恆星演變而來的，那麼黑洞的質量為什麼會這麼大呢？這是因為黑洞是一個人擋殺人，佛擋殺佛的主兒。黑洞會不斷地吞噬掉周圍的的一切物質。這樣黑洞的質量就會越來越大。黑洞是在不斷的長大的。
  • 142倍太陽質量！科學家發現迄今質量最大的黑洞
    這個信號源同地球的距離大約為70億光年，是科學家探測到的最遠的引力波源。科學家使用最先進的計算和建模工具，揭示出這次不同尋常的合併的大量信息。他們推測GW190521最有可能來自不同尋常的雙黑洞合併事件。到目前為止確認的所有引力波信號都來自雙星合併事件，要麼是雙黑洞合併，要麼是雙中子星合併，而這次合併事件就是兩個質量分別為85倍太陽質量和66倍太陽質量的黑洞的合併。
  • 科學家發現最能吃的黑洞，一天一個太陽，質量已是太陽的340億倍
    這個首次被人類拍下來的黑洞位於室女座一個橢圓星系M85的中心。它距離地球大約5500萬光年，質量大約為太陽的65億倍。目前科學家在宇宙中發現的質量最大的恆星R136a1的質量是太陽的256倍~315倍。因此，銀河系超大質量黑洞人馬座A質量也是大的我們讓無法想像。 既然黑洞是由大量質量恆星演變而來的，那麼黑洞的質量為什麼會這麼大呢？這是因為黑洞是一個人擋殺人，佛擋殺佛的主兒。
  • 科學家發現質量為2100萬個太陽的超級大黑洞
    科學家發現質量為2100萬個太陽的超級大黑洞　　9月25日消息，近日，科學家公布的消息稱宇宙還存在一種規模很小，但卻擁有質量龐大中央黑洞的星系，這就是M60-UCD1。該星系內部存在一個質量達到2100萬太陽質量的超大質量黑洞，大約為銀河系中央黑洞的質量的6倍，但是M60-UCD1星系卻比銀河系小大約500倍。
  • 首次發現最古老的超大黑洞,比太陽大16億倍,每年吞噬約25個太陽
    在距離超過130億光年遠的遙遠太空中潛伏著一個發光的「類星體」，它是一個超大質量黑洞的動力，其質量比太陽大16億倍。天文學家最近發現了銀河系野獸，這是同類中最古老的一種。它的歷史可以追溯到大爆炸之後的6.7億年，當時嬰兒世界僅佔其當前年齡的5％。 這使它成為最遙遠的-意思是最早的-類星體。最近也於2017年發現了之前保持紀錄的類星體。 J0313-1806距其前任僅2000萬光年，但其超大質量黑洞的重量是其兩倍，這對早期宇宙中形成黑洞的已知理論提出了挑戰。