
编者注:本文的较早版本于2023年12月17日发表。该文章已更新,以反映该研究已发表在同行评审期刊自然中。
这詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发现了有史以来最古老的黑洞,这是一个古老的怪物,质量为160万太阳,潜伏在宇宙的过去130亿年。
这詹姆斯·韦伯太空望远镜,其相机使它能够回顾一下我们宇宙的起点,在宇宙开始仅4.4亿年后,发现了婴儿Galaxy GN-Z11中心的超大质量黑洞。
而时空破裂并不孤单,这是无数的黑洞在宇宙黎明期间大爆炸当年轻的宇宙开始发光数十亿年时。
宇宙开始后,宇宙漩涡如何在宇宙开始之后迅速地激怒了。但是寻找答案可以有助于解释当今的超大质量黑洞 - 锚定了包括我们在内的整个星系银河系- 成长为这种令人难以置信的大小。研究人员于1月17日在杂志上发表了他们的发现自然。
早期宇宙中的黑洞“不能像许多黑洞在当地的宇宙中一样安静而温柔地生长,”罗伯托·米奥利诺(Roberto Maiolino)剑桥大学的天体物理学教授告诉《现场科学》。 “他们必须经历一些特殊的出生或形成,以及一些特殊的成长。”
靠近当今的天文学家,天文学家认为黑洞是由于巨星的崩溃而诞生的。但是,无论如何,它们通过不断地围在气体,灰尘,星星和其他黑洞上而生长。当它们盛宴时,摩擦会使材料螺旋形成黑洞的毛,并散发出可以通过望远镜检测到的光,从而将它们变成所谓的活性银河核(AGN)。
最极端的AGN是类星体,超级质量的黑洞,比太阳重十亿倍,并用轻爆炸的气态茧比最明亮的恒星高得多。
因为光线以固定的速度穿过空间真空,科学家越深,它们截取的偏远光线就越遥远回到过去他们看到了。为了在新研究中发现黑洞,天文学家用两个红外摄像机(JWST的中红外仪器(Miri)和近红外摄像机扫描了天空,并使用了相机的内置光谱图将光线分解为其组件频率。
通过解构宇宙最早几年的这些微弱的闪烁,他们发现了光线中包含的频率的出乎意料的尖峰,这是一个键迹象表明,黑洞周围的热材料在整个宇宙中都散发出微弱的光线痕迹。
这些早期黑洞如何生长得如此之快的解释是它们是由于巨型气云突然崩溃而形成的,或者它们来自恒星和黑洞之间的许多合并。
尽管如此,天文学家尚未排除其中一些黑洞可能是由假设的“原始”黑洞播种,被认为是在某些理论之后创建的,甚至在某些理论中 - 宇宙开始了。
Maiolino说:“目前尚不清楚[直接崩溃]是制造黑洞的唯一方法,因为您需要一些特殊的情况才能发生。” “您需要它是原始的云,尚未被第一批恒星所产生的沉重元素,而且相当大 - 从10,000到一百万个太阳能团体。”
为了防止这种云太快冷却,崩溃成巨大的恒星首先,还必须用紫外线将其束缚,这可能来自附近的星系或黑洞。
Maiolino说:“因此,您需要这种奇特的条件,即云没有通过吸收爆炸的恒星材料而富集,但也是另一个产生大量光子的星系。” “因此,我们不一定要寻找一种场景,实际上其中两个或多个可能在起作用。”