对宇宙的大规模普查发现,微型星系中已知的活跃黑洞数量增加了两倍多,并发现了迄今为止最大的中量级黑洞。
调查结果出来了大约 2,500 个矮星系具有活跃的黑洞研究人员在 10 月 31 日提交给 arXiv.org 的论文中报告说,他们的中心数量比之前已知的大约 500 个有所增加。该团队还发现了近300个新的候选者,比之前可能检测到的大约 70 个有所增加(SN:2020 年 9 月 2 日)。
盐湖城犹他大学的天文学家拉加迪皮卡·普查 (Ragadeepika Pucha) 表示,这足以开始将这些黑洞作为一个整体进行研究,而不是孤立地研究。此类大规模研究可以解开黑洞及其星系如何共同演化的许多谜团。
每个大星系似乎都以超大质量黑洞为中心。这些庞然大物的质量超过太阳的一百万倍。但天文学家不确定黑洞是如何到达那里的。
“这有点像星系和黑洞之间先有鸡还是先有蛋的问题,”合著者、图森 NOIRLab 的天文学家斯蒂芬妮·朱诺 (Stéphanie Juneau) 说。 “哪一个先形成?一个人能控制另一个人吗?”
矮星系和中型黑洞可能是寻找答案的最佳地点。这些矮小的物体被认为代表了星系和黑洞生长的最早阶段,这些物体在宇宙时间内逃脱了与其他黑洞和星系的多次合并。
“为了全面了解星系的形成和演化,我们必须了解这些小星系是如何演化和成长的,”普查说。
Pucha 和她的同事利用亚利桑那州 Mayall 望远镜项目的早期数据,绘制了一张巨大的 3D 宇宙地图。仅在第一年,暗能量光谱仪(DESI)就进行了调查 (SN:4/4/24)。研究小组在其中一些矮星系中进行了搜索,这些矮星系发出的光波长与围绕活跃的黑洞旋转的气体和尘埃热盘有关。
研究小组发现,在研究中的近 115,000 个矮星系中,约有 2% 发出这种光。之前的调查发现,仅 0.5% 的矮星系中存在活跃黑洞。
该团队还确定了 4000 多个星系(无论是矮星系还是非星系)中黑洞的质量。然后它搜索了,质量约为太阳的 100 到 100 万倍(SN:2017 年 2 月 8 日)。
“这些非常重要,因为它们告诉我们宇宙中第一个黑洞是如何形成的,”普查说。如果黑洞一开始很小,并通过与其他黑洞合并而成长,那么宇宙中应该散布着这些代表中间成长阶段的中等量级黑洞。
Pucha 和同事在 DESI 数据中发现了大约 150 个可靠的探测结果,以及大约相同数量的尝试性探测结果,这一结果表明宇宙中的第一个黑洞相对较轻。但詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)也令人惊讶地出现了 (SN:11/1/24)。普查说,这可能只是意味着 JWST 还没有看到宇宙中最早的黑洞。
这项调查可能只是发现了冰山一角。完整的第一年数据集预计将于 2025 年 3 月或 4 月发布,并将包含更多星系。
另外,毫无疑问还有更多的黑洞有待发现。 “他们发现了所有真正引人注目的星体,”纳什维尔范德比尔特大学的天文学家马洛里·莫利纳(Mallory Molina)说道,他不是 DESI 项目的成员。 “即使使用我们拥有的最简单的检测工具,[研究人员]仍然在这项调查中发现了大量的数据。还有很多东西有待探索。”