如果您正在寻找宇宙中最大的物体之一,超大质量黑洞就在那里。我们正在谈论一个最多的对象170 亿太阳质量集中在一个只有我们太阳系大小的星系的核心。极好的。
关于超大质量黑洞的最大谜团之一实际上非常简单:它们到底是如何变得如此之大的?
多年来,天文学家一直在争论两种情况:它们要么一开始就非常巨大,要么一开始很小,但以不可思议的速度增长,这将打破我们目前对物理定律的理解。不w, t感谢美国宇航局哈勃太空望远镜的新线索,我们可能终于找到了答案。
质量约为太阳 10 万倍的黑洞“种子”已经被发现,这些巨大的物体可能启动了黑洞变得超大质量的过程。
“对于这些黑洞的路径存在很多争议,”团队中的一名成员说道,安德里亚·费拉拉 (Andrea Ferrara),来自意大利高等师范学院。 “我们的工作表明,我们正在寻找一个答案,即黑洞一开始很大并以正常速度增长,而不是一开始很小并以非常快的速度增长。”
“一开始就很大,然后越来越大”的假说很难调和,因为物理学家一直在努力寻找一种足够大的种子候选者来启动超大质量黑洞,而不会遇到“不可能的增长率问题”。从小规模开始,规模不断壮大”的假设。
超大质量黑洞种子是由质量达 100 个太阳质量的较小黑洞之间的合并而生长出来的,这是有道理的,科学家建议,这些种子会通过吸收周围的气体而变得越来越大。一旦它们达到一定的尺寸,它们就会开始塌陷,形成一个更大的黑洞。
但没有人能够解释这些较小的黑洞如何合并并生长得足够快,以便在宇宙中首次出现超大质量黑洞时及时达到数十亿太阳质量 -大爆炸后不到 10 亿年。
相反,科学家们提出了另一种可能性——如果超大质量黑洞直接由气体云形成,这可以让它们开始变大并不断变大,会怎么样?
为了验证这一假设,费拉拉和她的同事使用哈勃、钱德拉和斯皮策太空望远镜来寻找黑洞种子候选者。
他们的搜索发现了两个似乎是黑洞种子的独立记录——质量是太阳10万倍的物体,直接由巨大的气体云自身塌陷形成。
计算机模型显示,如果超大质量黑洞由这些气体云形成,它将有效地“跳过”最早的增长步骤,这可以解释这些宇宙庞然大物如何在大黑洞诞生仅 10 亿年后就达到了如此令人难以置信的质量。砰。
“黑洞种子极难找到,确认它们的检测也非常困难。然而,我们认为我们的研究迄今为止已经发现了两个最好的候选者,”意大利国家天体物理研究所的安德里亚·格拉齐安 (Andrea Grazian) 说道。
如果没有更多的候选种子可供研究并从中提取更多线索,现在就确定这些气体云是宇宙中一些最大天体的诞生地还为时过早。但这是我们迄今为止最接近解释它们是如何形成的,这真是太令人兴奋了。
研究小组计划在X射线和红外波长范围内进行后续观测检查这些是否禾种子候选人具有更多黑洞种子的特性。“我们的发现如果得到证实,将解释这些怪物黑洞是如何诞生的,”高等师范学院的法比奥·帕库奇 (Fabio Pacucci) 说道。
该研究已被接受在即将出版的一期杂志上发表 皇家天文学会月度通知,但您现在可以免费访问它在 arXiv.org。