迄今最遙遠黑洞發現 誕生於宇宙大爆炸後僅4.7億年

發佈日期:2023 年 11 月 10 日 11:25
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據科技日報報道,美國科學家結合錢德拉X射線天文台和詹姆斯·韋布空間望遠鏡的數據,發現了一個誕生於宇宙大爆炸後僅4.7億年的黑洞的跡象,這是利用X射線發現的最遙遠的黑洞。該黑洞正處於前所未見的早期生長階段,其質量與宿主星系相似。這一結果可以解釋宇宙中一些最早的超大質量黑洞是如何形成的。相關論文已刊發在論文預印本網站,並計劃發表於《自然·天文學》雜誌。

哈佛—史密森尼天體物理中心的阿科斯·博格丹團隊在名為UHZ1的星系內發現了這個黑洞,該星系位於距離地球35億光年的Abell 2744星系團的方向。但韋布空間望遠鏡的數據顯示,該星系距離地球比星團遠得多——距離地球132億光年,當時宇宙只有現在年齡的3%。

利用錢德拉探測器經過兩週多的觀測,研究人員發現這個星系中存在強烈的、過熱的、發射X射線的氣體,這是一個不斷增長的超大質量黑洞的標誌。此外,來自星系的光和來自超大質量黑洞周圍氣體的X射線被Abell 2744星系團中的物質(引力透鏡效應)放大了約4倍,增強了韋布空間望遠鏡探測到的紅外信號,並使錢德拉探測器能夠探測到微弱的X射線源。研究團隊根據X射線的亮度和能量,估算出這顆黑洞的質量介於1000萬到1億倍太陽質量之間。

這一發現對於理解一些超大質量黑洞如何在大爆炸後不久就達到巨大質量至關重要。

目前科學界對此有兩種觀點:這些黑洞直接由巨大的氣體雲坍塌形成;或者來自第一批恆星的爆炸,這種方式製造出的黑洞重量介於10到100倍太陽質量之間。

論文合着者、耶魯大學的普里亞姆瓦達·納塔拉詹指出,這顆黑洞年輕時的大質量,加上它產生的X射線量和韋布空間望遠鏡探測到的星系亮度,都與其2017年提出的由巨大氣體雲坍塌直接形成“超大黑洞”的理論預測一致。他們認為,這是首次探測到由巨大的氣體雲形成的“超大黑洞”,也是證明該理論的最好證據。



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