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質(zhì)量為太陽10億倍的質(zhì)量罕見黑洞可能顛覆我們對(duì)星系形成的理解

這是一個(gè)類星體的示意圖，新黑洞是為太它的早期形式，向宇宙中噴射出一股熾熱的陽億放射性風(fēng)。(Image credit: ESO/M. Kornmesser)
（神秘的罕見黑洞地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（By Ben Turner）：一個(gè)罕見的超大質(zhì)量黑洞被發(fā)現(xiàn)隱藏在宇宙的黎明，這可能表明在早期宇宙中有比科學(xué)家想象的顛覆的理更多成千上萬的貪婪怪物——天文學(xué)家不確定為什么。
原始黑洞的星系形成質(zhì)量大約是我們太陽的10億倍，在COS-87259星系的質(zhì)量中心被發(fā)現(xiàn)。這個(gè)古老的為太星系在宇宙大爆炸后僅7.5億年形成，被智利的陽億一個(gè)射電天文臺(tái)阿塔卡馬大毫米陣列(ALMA)發(fā)現(xiàn)，位于一片不到滿月大小的罕見黑洞小天空中。
在湍流星塵的顛覆的理遮掩下，快速增長(zhǎng)的星系形成黑洞被視為消耗其軌道物質(zhì)吸積盤的一部分，同時(shí)以接近光速的質(zhì)量速度噴射出剩余物。這個(gè)巨大的為太黑洞似乎處于一個(gè)罕見的成長(zhǎng)中間階段，介于一個(gè)布滿灰塵的陽億恒星形成的星系和一個(gè)巨大的明亮發(fā)光的黑洞(稱為類星體)之間。
研究人員認(rèn)為，這個(gè)宇宙巨獸可能只是潛伏在早期宇宙云層下的數(shù)千個(gè)莫名其妙的大黑洞之一。他們?cè)?月24日的皇家天文學(xué)會(huì)月刊上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
“坦率地說，解釋大約15個(gè)非常早期發(fā)光類星體的存在[來自與COS-87259相同的時(shí)期]對(duì)河外天文學(xué)來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樽源蟊ㄒ詠恚绱司薮蟮暮诙丛谌绱硕痰臅r(shí)間內(nèi)成長(zhǎng)，”首席研究作者瑞安·恩德斯利，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的天文學(xué)家告訴《生活科學(xué)》。“如果非常早期的十億太陽質(zhì)量的黑洞比我們最初認(rèn)為的要常見數(shù)千倍(正如我們的發(fā)現(xiàn)所暗示的那樣，除非你認(rèn)為我們非常幸運(yùn))，這只會(huì)進(jìn)一步加劇問題。”
一個(gè)超大的謎
黑洞誕生于巨星的坍縮，并通過不停地吞噬包含它們的恒星形成星系中的氣體、塵埃、恒星和其他黑洞而成長(zhǎng)。如果它們變得足夠大，摩擦?xí)?dǎo)致螺旋進(jìn)入黑洞大口的物質(zhì)變熱，它們會(huì)轉(zhuǎn)化為類星體——釋放出比最亮的恒星亮一萬億倍的氣體繭。
因?yàn)楣庠谡婵湛臻g中以固定的速度傳播，科學(xué)家對(duì)宇宙看得越深，他們攔截的遠(yuǎn)程光就越多，他們看到的時(shí)間就越久遠(yuǎn)。過去對(duì)“宇宙黎明”——包含宇宙第一個(gè)十億年的時(shí)代——的模擬表明，翻滾的冷氣體云可能已經(jīng)合并成巨大的恒星，這些恒星注定會(huì)迅速坍縮，產(chǎn)生黑洞。隨著宇宙的增長(zhǎng)，這些第一批黑洞可能會(huì)迅速與其他黑洞合并，在整個(gè)宇宙中孕育出更大的超大質(zhì)量黑洞。
但是這些混亂的條件如何導(dǎo)致如此多的超大質(zhì)量黑洞的產(chǎn)生是一個(gè)謎；當(dāng)宇宙只達(dá)到其當(dāng)前年齡的5%時(shí)，這些野獸可能已經(jīng)數(shù)以千計(jì)，這種可能性加深了這一點(diǎn)。一篇評(píng)論論文指出，大而明亮的類星體是最容易發(fā)現(xiàn)的黑洞，因此它們很可能只是隱藏在年輕宇宙中的怪物的“冰山一角”。
這個(gè)難題的答案可能指向我們對(duì)早期宇宙中星系形成的理解中的一個(gè)漏洞。2月22日。另一組天文學(xué)家分析了來自詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一組六個(gè)巨大的星系——年齡在大爆炸后的5億至7億年之間——它們?nèi)绱司薮螅灾劣谂c99%的宇宙學(xué)模型相矛盾。
一個(gè)可能的解釋可能在于密集的“星爆”云的數(shù)量和瘋狂的活動(dòng)，這是最早的黑洞產(chǎn)生的地方。例如，在2022年4月，在一個(gè)與COS-87259同齡的恒星暴增星系中發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)快速增長(zhǎng)、轉(zhuǎn)變的黑洞，這表明該星系提供新鮮出爐的恒星的速度比今天的銀河系快1600倍。COS-87259的烹飪速度略慢，是目前銀河系的1000倍，但其黑洞的質(zhì)量和亮度是GNz7q的20倍。
“在過去的一年里，COS-87259和GNz7q的發(fā)現(xiàn)都非常令人驚訝，這促使我們問，從理解早期超大質(zhì)量黑洞增長(zhǎng)的角度來看，我們?nèi)绾尾拍芾斫膺@一點(diǎn)，”Endsley說。
研究最初發(fā)表于LiveScience。

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