韦伯望远镜发现最古老的黑洞碰撞

莫心海

【正见新闻网2024年05月22日】

据太空网2024年5月16日报导,韦伯望远镜发现迄今为止最遥远的超大质量黑洞合并。 

碰撞的黑洞位于合并星系的中心,这些星系距离如此之远,以至于碰撞被天文学家视为发生在大爆炸后仅 7.4 亿年,而按照大爆炸理论这只是138 亿年的宇宙年龄的一小部分。

天文学家长期以来一直怀疑,在大多数大型星系的中心发现的质量是太阳数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞,一直在推动宇宙演化。韦伯望远镜的这一新发现表明,超大质量黑洞几乎从一开始就占据着主导地位。 

韦伯望远镜自升空以来就在婴儿宇宙发现了许多违背当今宇宙演化理论的大星系和超大质量黑洞,这一直是天文学家感到困惑的问题,因为促进黑洞生长的合并过程需要超过十亿年的时间。

研究负责人、剑桥大学科学家汉娜·乌伯勒(Hannah Übler)在一份声明中表示: “我们的研究结果表明,合并是黑洞快速生长的重要途径,即使是在宇宙黎明时也是如此。” “与韦伯对遥远宇宙中活跃的大质量黑洞的其他发现一起,我们的结果还表明,大质量黑洞从一开始就在塑造星系的演化。”

韦伯望远镜观测到的 ZS7 星系系统,揭示了有史以来最遥远的碰撞类星体。(图片来源:ESA/Webb/NASA/CSA/J. Dunlop/D. Magee/PG Pérez-González/H. Übler/R. Maiolino 等)

吞噬物质的超大质量黑洞位于天文学家所谓的活动星系核(AGN)。从它们的中心位置,这些明亮的黑洞为类星体的明亮发射提供动力,这些明亮的发射通常可以超过它们周围星系其他部分中每颗恒星的发光度的总和。

这些电磁发射的特征使天文学家能够确定它们源自超大质量黑洞的动力。这些特征只能通过地球轨道上的望远镜来确定,而要看到最遥远的类星体,需要韦伯望远镜极其强大和敏感的红外眼。 

为了研究早期宇宙中合并的类星体,乌伯勒和同事利用韦伯望远镜的近红外光谱仪 (NIRSpec) 放大了距离约 120 亿光年的一个名为 ZS7 的星系系统。 

乌伯勒解释说:“我们发现了黑洞附近存在快速运动的高密度气体的证据,以及被黑洞在吸积[进食]过程中通常产生的高能辐射照亮的热且高度电离的气体。” “由于其成像能力和前所未有的清晰度,韦伯望远镜还允许我们的团队在空间上分离两个黑洞。”

研究小组确定,参与这次合并的超大质量黑洞之一的质量相当于大约 5000 万个太阳。虽然他们怀疑第二个超大质量黑洞具有相似的质量,但由于其周围有致密的气体,科学家们无法最终证实这一点。

该团队的研究成果于周四(5 月 16 日)发表在《皇家天文学会月刊》杂志上。

资料来源:

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-oldest-most-distant-black-hole-collision

 

 

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