华侨网 科技教育 吞噬物质速度超理论极限40倍 科学家发现“最贪吃”黑洞

吞噬物质速度超理论极限40倍 科学家发现“最贪吃”黑洞

参考消息网11月8日报道 据西班牙《阿贝赛报》网站11月5日报道,大多数星系的中心有超大质量黑洞,这是一个非常致密的空间区域,任何落入其中的物质,甚至光,都无法逃脱。现代望远镜甚至发现它们处于宇宙演化的早期阶段。最近,一个有西班牙科学家参与的国际团队发现了位于一个在大爆炸后“仅”存在了15亿年的星系中心的黑洞,如果考虑到宇宙大爆炸发生在大约138亿年前,那么这确实是非常早期的阶段。最令人惊讶的是,这个黑洞以不可能的速度吞噬物质,是理论极限的40倍以上。这项研究发表在本周的英国《自然-天文学》杂志上。

该团队由双子星天文台/美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室领导,使用韦布空间望远镜观察了一群星系,这些星系在光谱的X射线部分非常明亮,但在可见光和近红外光谱中不可见。韦布空间望远镜具有独特的红外灵敏度,使其能够检测到这些微弱辐射。

西班牙国家研究委员会空间科学研究所和加泰罗尼亚空间研究所的研究员、该研究的合著者马尔·梅斯夸表示:“韦布空间望远镜探测到的早期宇宙中的大多数黑洞在X射线中非常微弱(或无法探测到),但LID-568(新黑洞的名称)因其在X射线中的高亮度而引起了我们的注意。”

韦布空间望远镜的近红外光谱仪使研究团队能够获得LID-568及其周边区域的完整视图,从而意外地发现了中心黑洞周围强大的气流。这些流动的速度和规模使研究小组推断,黑洞质量增长的很大一部分可能发生在单次快速吸积过程中。该研究的第一作者、双子星天文台/美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室的天文学家徐惠媛(音)总结道:“这一偶然的结果为我们对该系统的理解增加了一个新维度,并开辟了令人兴奋的研究途径。”

研究团队发现,LID-568似乎以爱丁顿极限40倍的速度吞噬周围物质。这个极限与黑洞能达到的最大光度有关,也与黑洞能吸收物质的速度有关,这样黑洞向内的引力和落入黑洞的压缩物质的热量所产生的向外压力就会保持平衡。当计算出LID-568的光度远高于理论值时,研究团队知道数据有些异常。

“这个黑洞正在举办一场盛宴,”双子星天文台/美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室的天文学家、该研究的合著者朱莉娅·沙尔韦希特说道,“这个极端的例子表明,高于爱丁顿极限的快速吞噬机制是我们在宇宙早期看到这些非常重的黑洞的可能解释之一。”

这些结果为从较小黑洞的“种子”形成超大质量黑洞提供了新见解。目前的理论认为,后者是由宇宙第一批恒星(轻种子)的死亡或气体云(重种子)的直接塌缩引起的。这些理论迄今仍缺乏观测证据的支持。研究指出:“超级爱丁顿吸积黑洞的发现表明,无论黑洞起源于轻种子还是重种子,质量增长的很大一部分都可能发生在一次快速吞噬过程中。”

LID-568的发现还表明黑洞有可能超过其爱丁顿极限,并为天文学家提供了研究这种情况如何发生的绝佳机会。在LID-568中观察到的强大流出可能充当极端吸积产生的过剩能量的安全阀,防止系统变得过于不稳定。为了进一步研究其中的机制,该团队计划通过韦布空间望远镜进行后续观测。

艺术家描绘的一个在快速吞噬的同时向外喷出强大气体的黑洞(路透社)

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