宇宙邊緣有個超級大黑洞

2020-12-05 科學網

 

據英國《每日郵報》3日報導,天文學家在已知的宇宙邊緣附近發現一個超大質量的黑洞,其質量比太陽大10億倍,位於和銀河系大小相當的星系中,距離地球128億光年。相關文章將發表在本月的英國《皇家天文學會月報》在線版上。

 

大多數科學家認為,在大爆炸之後,宇宙一直處於不斷膨脹的狀態。遙遠天體所發出的光的波長也因此被拉伸得更長。這個過程就是所謂的「紅移」,天文學家可利用其計算太空中的遙遠距離。主導此次研究的戈託博士表示:「在宇宙年齡只有現在的六分之一時,它的內部就存在著如此龐大的星系,實在令我們感到非常吃驚。而且該星系中還包含著比太陽質量大10億倍的黑洞,這個星系和黑洞一定是在宇宙初期快速形成的。」

 

科學家希望通過最新獲取的觀測結果來解釋星系和黑洞是如何共同進化的。由於黑洞的密度很大,光線無法從它們的引力作用下逃逸出來,因此人們無法直接看到黑洞。然而,當陷入黑洞的物質以很高的速度旋於事界周邊,即黑洞周圍物質有去無回的邊界時,因摩擦生熱的物質就會放射出強烈的紫外線和可見光,使天文學家可以間接觀測到黑洞。

 

迄今為止,研究宇宙中遙遠的主星系一直十分困難,這是由於附近黑洞所發出的強光使得主星系發出的本就黯淡的光更難被觀測到。因此研究小組使用了安裝在昴星望遠鏡主焦點照相機上的新型的紅敏電荷耦合器(CCDs),以觀測到超大質量的黑洞。

 

在天文學領域,科學家利用電荷耦合器收集如遙遠天體所發出的光或電荷等類似信息,並將其轉變成可以用電腦軟體進行分析的數字信息。作為此次研究的參與者之一,日本國立天文臺的宮崎聰志教授談到,新型電荷耦合器的靈敏度提升後,首次獲得的觀測結果十分令人振奮。

 

在對光線顏色進行仔細分析後,天文學家發現40%波長約在9100埃的光線是由主星系發出的,餘下60%是由黑洞照亮的電離星雲產生的。研究人員目睹了一個超大質量黑洞與它的主星系一起形成的過程,這一發現為研究宇宙形成之初星系和黑洞的共同演化打開了一扇明窗。

 

與在大恆星死亡時形成的小質量黑洞不同,超大質量黑洞誕生的起源至今仍是個謎。目前學界最為接受的說法是,若干個中質量黑洞合併在一起形成了超大質量黑洞。而此次研究中發現的主星系,正是中質量黑洞的聚集區。進一步研究或將為學界了解超大質量黑洞的形成提供新的幫助。(來源:科技日報 張巍巍)

 

 

 

 

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