宇宙普查使矮星系中已知的黑洞數量增加了三倍
新的統計朝著揭示黑洞和星系如何一起生長邁出了一步
天文學家正在亞利桑那州基特峰國家天文台使用 Mayall 望遠鏡（右）上的 DESI 儀器對宇宙進行大規模調查。
瑪麗蓮·薩金特/伯克利實驗室
對宇宙的大規模普查發現，微型星系中已知的活躍黑洞數量增加了兩倍多，並發現了迄今為止最大的中量級黑洞。
調查結果出來了大約 2,500 個矮星系擁有活躍的黑洞研究人員在 10 月 31 日提交給 arXiv.org 的論文中報告說，他們的中心數量比之前已知的大約 500 個有所增加。該團隊還發現了近300個新的候選者，比之前可能檢測到的大約 70 個有所增加（SN：2020 年 9 月 2 日）。
鹽湖城猶他大學的天文學家拉加迪皮卡·普查 (Ragadeepika Pucha) 表示，這足以開始將這些黑洞作為一個整體進行研究，而不是孤立地研究。此類大規模研究可以解開黑洞及其星系如何共同演化的許多謎團。
每個大星系似乎都以超大質量黑洞為中心。這些龐然大物的質量超過太陽的一百萬倍。但天文學家不確定黑洞是如何到達那裡的。
“這有點像星系和黑洞之間先有雞還是先有蛋的問題，”合著者、圖森 NOIRLab 的天文學家斯蒂芬妮·朱諾 (Stéphanie Juneau) 說。 “哪個先形成？一個控制另一個嗎？”
矮星系和中型黑洞可能是尋找答案的最佳地點。這些矮小的物體被認為代表了星系和黑洞生長的最早階段，這些物體在宇宙時間內逃脫了與其他黑洞和星系的多次合併。
“為了全面了解星系的形成和演化，我們必須了解這些小星係是如何演化和成長的，”普查說。
Pucha 和她的同事利用亞利桑那州 Mayall 望遠鏡項目的早期數據，繪製了一張巨大的 3D 宇宙地圖。僅在第一年，暗能量光譜儀（DESI）就進行了調查 （SN：4/4/24）。研究小組在其中一些矮星系中進行了搜索，這些矮星係發出的光波長與圍繞活躍的黑洞旋轉的氣體和塵埃熱盤有關。
研究小組發現，在研究中的近 115,000 個矮星系中，約有 2% 發出這種光。之前的調查發現，僅 0.5% 的矮星系中存在活躍黑洞。
該團隊還確定了 4000 多個星系（無論是矮星系還是非星系）中黑洞的質量。然後它搜索了，質量約為太陽的 100 到 100 萬倍（SN：2017 年 2 月 8 日）。
“這些非常重要，因為它們告訴我們宇宙中第一個黑洞是如何形成的，”普查說。如果黑洞一開始很小，並通過與其他黑洞合併而成長，那麼宇宙中應該散佈著這些代表中間成長階段的中等量級黑洞。
Pucha 和同事在 DESI 數據中發現了大約 150 個可靠的探測結果，以及大約相同數量的嘗試性探測結果，這一結果表明宇宙中的第一個黑洞相對較輕。但詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）也令人驚訝地出現了 （SN：11/1/24）。普查說，這可能只是意味著 JWST 還沒有看到宇宙中最早的黑洞。
這項調查可能只是發現了冰山一角。完整的第一年數據集預計將於 2025 年 3 月或 4 月發布，並將包含更多星系。
另外，毫無疑問還有更多的黑洞有待發現。 “他們發現了所有真正引人注目的星體，”納什維爾范德比爾特大學的天文學家馬洛里·莫利納 (Mallory Molina) 說道，他不是 DESI 項目的成員。 “即使使用我們擁有的最簡單的檢測工具，[研究人員]仍然在這項調查中發現了大量數據。還有很多東西有待探索。”
