
使用詹姆斯·韦伯太空望远镜((JWST),天文学家首先看到了古老的星星的光,围绕着宇宙中一些最大,最聪明,最古老的黑洞。
类星体 - 含有活性超质量的银河系黑洞- 是宇宙中最古老的事物之一。当灰尘和气体朝着类星体的中央黑洞加速时,类星体发出了如此明亮的辐射 - 通常是千倍更明亮比整个银河系- 天文学家很难观察到类星体星系中恒星的淡淡光。这使得研究银河系的形状和质量使其具有挑战性。
但是,麻省理工学院的研究人员首次设法取消了这种信号的混合物,并发现了宇宙中一些最古老的类星体周围星系中星星的微弱恒星光。他们的结果于5月6日发表天体物理杂志,揭示,相对于他们的宿主星系,这些古老的超级质量黑洞比附近宇宙中的同行大100倍。
由于JWST的出色清晰度和分辨率,这些结果是可能的。该团队在120个小时的望远镜时间内观察到了6个类星体,估计约有130亿年的历史 - 其中一些宇宙中最古老的物体。
主要研究作者:“类星体按数量级以数量级远远超出了其主机银河系。”Minghao Yue,麻省理工学院的博士后学者陈述。 “以前的图像还不够锋利,无法区分主机星系的所有星星的样子。”
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使用JWST的改进数据,该团队通过建模来解开这些古老星系中的信号,这些模型似乎来自点源(Quasar)(Quasar),并且该光似乎来自一个更加漫射的源(周围的恒星)。随后,该团队估计了每个类星体及其宿主星系的质量。
他们计算得出,类星体与星系的平均质量比为1:10,而附近宇宙中年轻的超级质量黑洞为1:1,000。但是,为什么这些古老的黑洞如此巨大的解释并不明显。
“大问题之一是了解那些怪物黑洞如何长大,太快了,” Yue说。
当星星用尽燃料并经历重力崩溃,触发超新星时,标准黑洞就会形成。然后,由此产生的黑洞在一生中逐渐消耗材料,随着时间的流逝而增长。
“这些黑洞比数十亿倍太阳,在宇宙仍处于起步阶段的时候,”研究合着者安娜 - 克里斯蒂娜·埃勒斯(Anna-Christina Eilers)麻省理工学院物理学助理教授在声明中说。 “早期宇宙中的黑洞似乎比主机星系更快。”
根据黑洞形成的标准途径,这些黑洞根本不应该有足够的时间来达到尽可能大的时间,从而增加了替代形成方法的可能性。
提出的一种机制是”直接崩溃”在这个模型中,而不是恒星倒塌以产生黑洞,而是巨大的灰尘和气体崩溃,完全绕过了星舞台。从理论上讲,这可能会产生更大的黑洞(称为直接崩溃的黑洞),这使他们在20233年的理论中仍然可以更早地成为超级杂物。天文学家宣布第一个包含直接折叠黑洞的星系的候选者。
尽管这些出乎意料的大黑洞的起源仍然未知,但这项工作使科学家洞悉了早期宇宙中这些星系和类星体的发展。