
这就是这个遥远星系的样子。一个带有超大黑洞的凌乱物体
图片来源:NASA、ESA、N. Bartmann
超大质量黑洞的重量可以是太阳的数百万倍甚至数十亿倍。它们位于星系中心,数十亿年来积累了质量。但他们是怎么开始的呢?天文学家不太确定。它们最初可能是超新星中形成的相对较小的黑洞,然后以某种方式积累足够的物质而变得超大质量。或者它们可能是巨大云直接塌陷的结果,首先形成了一个更大的种子。
后一个假设刚刚找到了一些非常重要的证据。天文学家报告发现星系 UHZ1JWST 观察结果。这个星系的光芒来自于宇宙还不到5亿年的历史。美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的观测表明,这个星系有一个对其星系来说太大的黑洞。
在局部宇宙中,有一个直接的关系将一个物体的质量联系起来超大质量黑洞星系中恒星的质量及其运动。但在过去,情况可能并非如此,星系可能经历过特大黑洞星系(OBG)阶段。云塌陷黑洞可能是由质量为太阳 10,000 到 100,000 倍的气体云形成的。到大爆炸后 5 亿年,与由大质量恒星的超新星形成的 OBG 相比,由云塌陷形成的 OBG 将拥有更大的黑洞。
这就是 UHZ1 观测的用武之地。研究人员能够收集有关该星系的大量数据,并使用许多模拟来比较对该物体的观测与其起源的可能情况。我们的目标是将轻种子场景与重种子场景进行比较——并且有一个明显的赢家。
钱德拉和 JWST 的综合观测结果“强烈反对 UHZ1 源自光种子”。最符合观测结果的模型是由云塌陷形成的重种子,形成质量为太阳 10,000 倍的黑洞。 JWST 的观测结果也与正在经历合并的星系一致,预计每个星系都会发生合并,尤其是 OBG。
这显然不是此事的最终定论。詹姆斯韦伯太空望远镜将研究更多早期宇宙中具有吸积超大质量黑洞的星系,并帮助更好地了解这些令人难以置信的物体的来源。
这项研究可在ArXiv并提交给《天体物理学杂志快报》。
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