【發(fā)現(xiàn)以理論極限的2.4倍急速成長(zhǎng)的巨大黑洞】每年持續(xù)吸收數(shù)千個(gè)相當(dāng)于太陽(yáng)的星星

九月二十八日(星期日)八點(diǎn)一分

來源: Ignacio de la calle–quasar science resources for esa

天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，宇宙黎明時(shí)期存在的“怪物黑洞”，超過了理論上的成長(zhǎng)速度2.4倍。 對(duì)這個(gè)神秘天體的研究，似乎是揭開宇宙初期黑洞是如何巨大化的天體物理學(xué)最大疑問的關(guān)鍵。

打破理論界限的“超愛丁頓”增長(zhǎng)

超大型黑洞附近恒星來源: ESO，ESA/Hubble，M. Kornmesser

發(fā)現(xiàn)的黑洞RACS J0320-35。 這是由美國(guó)宇航局的錢德拉x射線觀測(cè)衛(wèi)星觀測(cè)到的，誕生于宇宙誕生約9億年后，已經(jīng)是太陽(yáng)的10億倍的質(zhì)量達(dá)到了極限。

令人驚訝的是，它的增長(zhǎng)速度將“愛丁頓極限”——由黑洞輻射壓和重力平衡決定的理論增長(zhǎng)上限——2.4倍也超過了。

研究代表者哈佛史密森尼天體物理學(xué)中心的盧卡·吉納評(píng)論說:“這個(gè)黑洞增長(zhǎng)得如此猛烈，令人震驚?！?/p>

為什么能超越極限？

類星體想象圖來源: ESO/M. Kornmesser

黑洞在大質(zhì)量星的崩潰中誕生，之后繼續(xù)吞噬周圍的物質(zhì)成長(zhǎng)。 但是，理論上超過愛丁頓極限應(yīng)該會(huì)失去穩(wěn)定。

但是，這個(gè)黑洞每年300~3000個(gè)相當(dāng)于太陽(yáng)的物質(zhì)它繼續(xù)吸收，像宇宙中的攝食怪物一樣持續(xù)成長(zhǎng)。 其機(jī)制至今仍是個(gè)謎。

RACS J0320-35也被觀測(cè)為發(fā)射巨大能量射流的“類星體”。 類星體是一個(gè)明亮得足以超越銀河的黑洞，是天文學(xué)家的絕佳研究對(duì)象。

2023年在錢德拉正式觀測(cè)到了這個(gè)天體，通過與紅外線和可見光的數(shù)據(jù)相結(jié)合，質(zhì)量和生長(zhǎng)速度變得明顯了。

宇宙初期黑洞形成之謎

原始黑洞進(jìn)化來源:歐洲空間代理

經(jīng)過分析，這個(gè)怪物黑洞最初有可能是由質(zhì)量100太陽(yáng)左右的星星的崩潰而誕生的“普通黑洞”。

也許這就是宇宙初期在這個(gè)特殊的環(huán)境中以異常的速度成長(zhǎng)，成為了現(xiàn)在已知的巨大黑洞的祖先。

合著者托馬斯·康納說:“宇宙是如何制造出第一代黑洞的？ 這是天體物理學(xué)中最大的疑問之一，這個(gè)天體會(huì)給我們提供接近那個(gè)答案的線索。”

這一發(fā)現(xiàn)也與由詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡( JWST )觀測(cè)到的其他“超愛丁頓”黑洞相吻合，初期宇宙中存在著比想象中更多的快速成長(zhǎng)黑洞顯示了可能性。

通過今后的觀測(cè)和分析，也許會(huì)解開“宇宙誕生后黑洞為什么會(huì)變得如此迅速”的謎題。