一項對距我們數十億光年以內的數十個星系的研究表明這些怪物能長到多大,遠遠超出了我們的預期。
這項發現不僅幫助我們更了解宇宙建構模組的演化,也為我們帶來了一個新的有趣問題——像這樣的黑洞是如何變得如此巨大的?
到目前為止,被稱為黑洞的大質量恆星的塌縮核心就不需要介紹了。我們聽過他們的宇宙碰撞激起時空漣漪,看著他們打嗝,並期望捕獲迄今為止最接近的觀察它們的本質很快。
似乎我們對這些事情還不夠,這是有充分理由的。
「星係是我們宇宙的基石,要了解它們的形成和演化,我們必須先了解這些黑洞,」物理學家 Julie Hlavacek-Larrondo 說來自加拿大蒙特婁大學。
這並不是說黑洞讓這項工作變得容易,所以為了解決研究那些喜歡將秘密隱藏在不可穿透的空間中的東西的棘手問題,天文物理學家尋找捷徑。
其一是尋找a之間的關係的質量和它周圍的星系。如果有一個簡單的方法可以將星系的大小與其核心的黑洞相匹配,那就可以省去很多麻煩。
因此,Hlavacek-Larrondo 與來自加拿大、西班牙和英國的其他研究人員合作,研究了半徑 35 億光年內的 72 個星系,看看他們是否能夠確定某種公式來估計黑洞所在位置的質量。
為了估計黑洞本身的大小,他們分析了吸入瘋狂重力井的加熱氣體旋轉盤噴出的 X 射線光譜。
研究人員隨後將這個數字與周圍星系的整體光度相關聯。
星系越大,黑洞就越大,這是有道理的——但這種關係並不像他們想像的那麼簡單。
“我們發現黑洞比預期大得多,質量也大得多,”該研究的主要作者 Mar Mezcua 說來自西班牙太空科學研究所。
許多黑洞的質量不是同步增長的,而是遠遠超出了預期,比鄰近的其他恆星增長得更快。
事實上,其中約 40% 的重量相當於太陽質量的 100 億倍或更多。
它們並沒有變大多少;目前的記錄保持者是在大約170億個太陽,儘管其他研究暗示400億太陽質量的龐然大物到目前為止,它的光傳播了 121 億年才到達我們這裡。
不管怎樣,這些嬰兒都很大。現在的問題是──為什麼?
研究者提出了兩個假設;要么它們一開始很大,然後在它們周圍拉出一個星系,要么我們在目前關於星系如何產生黑洞的知識中遺漏了一些東西。
“它們如此之大,是因為它們擁有領先優勢,還是因為某些理想條件使它們能夠在數十億年的時間裡更快地生長?”梅斯誇說。
“目前,我們無法知道。”
一項單獨的研究可用於預網站arxiv.org可能有助於提供答案。
研究人員觀察了 122 億光年之外的 30,000 多個星系,發現黑洞的生長速度與恆星生長速度之間的比率隨著周圍星系尺寸的增加而增加。
換句話說,擁有更多恆星的星系似乎擁有更貪婪的黑洞。
恆星形成和黑洞之間的關係顯然是一種複雜的關係。但有一件事正在變得確定——如果沒有這些怪物,我們的宇宙將不一樣。
這項研究發表在英國皇家天文學會每月通知。