新發現最古老超級黑洞 挑戰宇宙演化認知

Updated: 2021-02-22 11:00:56

類星體J0313-1806藝術假想圖。其中心黑洞的質量高達太陽的16億倍,在距今約130億年前已經形成。

天文學家最近發現一個至今以來見到的最古老的類星體,它來自宇宙誕生後僅6.7億年的時間,亮度是銀河系的千倍以上。按照現在主流的宇宙演化認知,這很不尋常。

類星體也叫活躍星系核,是大量物質圍繞著一個巨型黑洞旋轉組成的結構。由於較靠近黑洞的物質逐漸落入黑洞並發出非常明亮的光線,從遠處看就像一顆恆星一樣,因此得名類星體。

這份在1月舉行的美國天文學會第237屆會議上展示的研究發現,類星體J0313-1806其中心黑洞的質量高達太陽的16億倍,在距今約130億年前已經形成。這是有史以來天文學家觀測到的宇宙內最早期的類星體,其中心的能量來源黑洞也是至今所知的最古老的一個黑洞。

主要研究者之一美國亞利桑那大學(University of Arizona)天文學教授范曉輝(Xiaohui Fan,音譯)說:「這些最遙遠的類星體,對了解宇宙初期黑洞的形成和宇宙的離子化過程——宇宙最後一個主要的狀態變化階段很重要。」

在如此早期宇宙就存在這樣巨型黑洞的事實,挑戰了現有天文學對宇宙演化過程的認知。

這份研究的主要作者美國宇航局(NASA)哈勃研究員王飛葛(Feige Wang,音譯)說:「宇宙誕生後形成的第一批恆星不可能在僅幾億年的時間就形成這樣大規模的黑洞。」

目前天文學主流認知的過程是,宇宙至少在誕生2億年後,才有能力誕生第一批巨型恆星,它們的質量大約在太陽的幾百倍到上千倍的規模。當這第一批恆星死亡的時候,有的直接坍塌成為黑洞,有的發生超新星爆炸後再變成黑洞,但是它們的規模很小,只有到宇宙的後期,通過星系或黑洞的各種合併過程,才產生大質量的黑洞。所以這次發現的J0313-1806位於如此早期的宇宙,而且有如此大的規模,讓天文學家感到震驚。

研究人員還發現,J0313-1806所在的星系當時正處於高產恆星的階段,誕生新星的速度是我們銀河系的200倍。

另外,這個類星體的能量還以高達光速20%的速度向外發散,也是不尋常的特點之一。「如此高速吹出的能量風,足以影響這個星系內誕生恆星的能力。」亞利桑那大學研究員楊金軼(Jinyi Yang,音譯)說。

研究者表示,這個星系恆星的高產率、類星體的亮度和高速的能量風這些特點都不尋常,是將來研究早期宇宙的重要研究對象。

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source : tw.aboluowang.com
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