科学家发现两个“婴儿”黑洞

 领域新闻     |      2019-12-31 21:12

科学家发现两个“婴儿”黑洞

天闻频道

一项日前发表于英国《皇家天文学会月报》的研究显示,在遥远的古老宇宙中发现的两个斑点,或许是如今占据每个星系核心的超大质量黑洞的种子。

据美国国家航空航天局官网近日报道,一个国际天文学家团队通过钱德拉X射线天文台在早期宇宙中发现了一个黑洞,它被气体所覆盖,是迄今发现的距离最远的黑洞,诞生于大爆炸后8亿年,距今约130亿年。

此项发现有助于解决一个长期悬而未决的谜题。研究发现了质量是太阳数百万倍甚至几十亿倍的黑洞。同时,它们与地球相距如此遥远,以至于人们认为这些巨兽是在宇宙不到10亿岁时形成的。然而,它们不应当拥有生长为如此庞然大物的时间。

这是人们在早期宇宙中发现的首个被气体隐藏的黑洞。研究人员认为,诞生于宇宙早期的黑洞可能很多都很隐蔽,未被发现,对其进行深入研究有助于揭示黑洞的生长历程。

这些早期黑洞或者形成于大质量恒星,并且通过吞食气体,以极快的速度变得庞大起来。又或者它们抢得先机,在出生时便比太阳重上10万多倍。

迷雾遮蔽的类星体

如今,由意大利比萨高等师范学校研究人员Fabio Pacucci带领的团队认为他们发现了这类膨胀婴儿黑洞的两个例子。

超大质量黑洞的质量是太阳的数百万到数十亿倍,通常通过吞噬周围物质而不断长大。快速生长的黑洞会在周围一小片区域产生大量辐射。科学家认为这个极其明亮、紧凑的光源是类星体。

永利皇宫手机版网址,Pacucci团队对遥远星系进行了筛选,以寻找释放X射线的红色天体。如果某个黑洞仍被笼罩在诞生前的云团中,那么来自附近黑洞的光将在红外波段出现,因此红色是找到上述黑洞的良好指标。而能量较高的硬X射线会穿过云层,并且可被清楚地探测到,从而提供了另一种线索。

目前的理论认为,在一个超大质量黑洞成长的早期阶段,稠密的气体云会将物质输送到其周围的圆盘内,而这个盘状区域会遮蔽或隐藏类星体的大部分强光。随着黑洞吞噬物质并变得更加庞大,气体云被逐渐耗尽,黑洞及其明亮的圆盘才开始“现形”。

在上千个古老星系中,研究人员仅在矮星系中发现了婴儿黑洞的两个候选者。考虑到超大质量黑洞存在于现代宇宙中人们观察到的几乎每个星系中,因此为何仅发现了两个婴儿黑洞成为一道猜不透的难题。

研究团队负责人、智利天主教大学的法比奥⋅维托说:“发现尚在隐蔽阶段的类星体十分难得,因为其大部分辐射都被吸收了,目前的仪器无法探测到。多亏了CXO以及X射线穿透云层的能力,我们终于将其‘活捉’。”

不过,来自美国科罗拉多大学的Mitchell Begelman认为,这可能并不是问题。以这种方式产生的黑洞会吃掉将其暴露出来的发光云团,从而使它们在生长时更难被发现。因此,人们如果在这个关键阶段探测不到很多此类黑洞也就不足为奇了

此次最新发现来自于科学家们对一颗名为PSO167-13的类星体的观察。这颗类星体最初由位于夏威夷的“泛星计划”发现。“泛星计划”和其他光学观测已经发现了约200颗类星体,它们在宇宙还不到10亿岁时就已发出明亮的光芒。

光学观测方法只能有效探测到未被遮蔽的黑洞。因为甚至由气体和尘埃所构成的薄薄的云层都会限制仪器检测到的辐射范围。所以科学家一开始认定PSO167-13也来自一个未被遮蔽的黑洞。