最远的黑洞被发现,但为什么是这样一个怪物?科学家也摸不着头脑

时间:2019-08-29 来源: 专栏
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插图:这个艺术插图描绘了人类发现的最遥远的超大质量黑洞。它的快速增长使天文学家感到困惑。

天文学家已经发现了可以观察到的最远的黑洞,并且在年轻时它出人意料地年轻。

在一个产生强大辐射的年轻星系的中心,发现了这个有8亿个太阳的黑洞。作为一个类星体,这个星系照亮了早期宇宙,它的极端活动是由内核的力量驱动的,但是这个黑洞比这个时期预期的星系要大得多。

在美国宇航局喷气推进实验室的一份声明中,丹尼尔斯特恩说:“在大爆炸后的6.9亿年中,这个黑洞已经变得难以想象。这种现象给我们带来了黑洞的挑战。对构成的理论推测。”斯特恩是发表在期刊《自然》上的一项新研究的合着者。

宇宙的诞生和黑暗时代

让我们回到那个时代,充分欣赏这一开创性的发现。

在大爆炸之后,迅速膨胀的宇宙中充满了被称为等离子体的热电离气体。随着宇宙随着时间的推移而冷却,这些等离子体凝聚成中性原子(主要是氢,质子与电子结合)。直到这个时期,宇宙没有恒星,没有星系,甚至没有足够的时间在自身引力下填充和凝聚成恒星。把这个时期称为“黑暗时代”更合适,但只是因为大光线自身的辐射余辉,随着宇宙膨胀,辐射迅速红移。宇宙膨胀时发生的红移将光线从短波延伸到长波。

当第一颗恒星出现并成为第一颗恒星时,宇宙经历了巨大的变化。

这些初始星系产生强大的辐射,分解中性氢,将电子与质子分离。这是“再电离”,宇宙再次成为等离子态。一般来说,高度电离的气体会变成不透明的辐射,但由于宇宙膨胀和冷却,等离子体是如此分散,以至于星系中的光可以几乎没有阻碍地穿过星际空间。

穿越星际的光线就像一个轻微移动的?枪饪亍?

宇宙光周期的形成

那么,这个特大黑洞和引人注目的宇宙变换之间的关系是什么?

类星体ULAS J1342 + 0928的观测显示它被中性氢包围。新星系周围存在中性氢意味着它只出现在再电离期。我们可以看到的最早的星系实际上是将形成星系的第一批恒星。

亚利桑那大学天文学教授范晓辉在手稿中说“新的类星体本身就是最早的星系之一,在今天的宇宙中,它是一个巨大的黑洞,与其他黑洞一样大”

要发现这个目标并不容易。类星体J1342 + 0928的光在13亿光年后到达我们,所以这些灯非常弱而且非常红。类星体是强大的短波辐射发生器,如X射线。然而,经过13亿光年后,这些辐射被拉伸到光谱的红外部分,因此只有最灵敏的红外测量望远镜才能捕获它。

利用国际望远镜三重效应产生的数据,研究人员可以在宇宙最远的地方找到类星体候选者。一旦证明论证,其他观察者将找到这个极端天体的特征。

夏威夷的双子座天文台通过探索红外光谱的大量积累来判断黑洞的活动。类星体在早期宇宙中产生了如此大量的能量辐射,因为这些超大质量黑洞的核心与超大质量物质相连。随着这些物质的快速消耗,黑洞形成一个巨大的,热的和辐射的吸积盘,产生的类星体的标记光可以被数十亿光年发现。

插图:类星体是星形电源的缩写。 3C欧洲航天局/哈勃和美国宇航局

下一步是找到更多的类星体,如J1324 + 0928,研究人员预测,整个天空必须有20到100个这样的类星体。

那么大?

现在我们知道类星体J1324 + 0928是一个巨大的黑洞,有8亿太阳质量。问题是,它怎么会如此巨大?

这个巨大的问题已经成为巨型黑洞中宇宙学和天体物理学面临的最大问题。这些怪物隐藏在大多数星系的核心,包括我们自己,我们知道它们包含数十亿个太阳。很难解释一个大黑洞如何消耗足够的材料来变得如此巨大,但更难以发现这个8亿质量的怪物在大爆炸后只有6.9亿年。这个新黑洞如何快速增长?

关于黑洞吸积的机制知之甚少,但研究人员认为这可能只是“早开花”的一个特例,就像有一个非常活跃的时期,就像一个大椭圆星系中的“正常”超大。优质黑洞。

范在一份声明中表示,“如果它的密度高于普通宇宙,它可能会在生命早期开始变得更快。”

“这一发现表明,早期宇宙中有一个明确的过程来制造这样的怪物,”卡内基科学研究所的天文学家Eduardo Badados领导的一项国际研究补充道。 “这个过程是什么?那么,这将使理论家们非常忙碌!“

参考

1.维基百科百科全书

2.天文名词

3. Kaya-howstuffworks

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还请授权转载,并注意保持完整性并指明来源

本文为第一作者的原创,未经授权不得转载

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插图:这个艺术插图描绘了人类发现的最遥远的超大质量黑洞。它的快速增长使天文学家感到困惑。

天文学家已经发现了可以观察到的最远的黑洞,并且在年轻时它出人意料地年轻。

在一个产生强大辐射的年轻星系的中心,发现了这个有8亿个太阳的黑洞。作为一个类星体,这个星系照亮了早期宇宙,它的极端活动是由内核的力量驱动的,但是这个黑洞比这个时期预期的星系要大得多。

在美国宇航局喷气推进实验室的一份声明中,丹尼尔斯特恩说:“在大爆炸后的6.9亿年中,这个黑洞已经变得难以想象。这种现象给我们带来了黑洞的挑战。对构成的理论推测。”斯特恩是发表在期刊《自然》上的一项新研究的合着者。

宇宙的诞生和黑暗时代

让我们回到那个时代,充分欣赏这一开创性的发现。

在大爆炸之后,迅速膨胀的宇宙中充满了被称为等离子体的热电离气体。随着宇宙随着时间的推移而冷却,这些等离子体凝聚成中性原子(主要是氢,质子与电子结合)。直到这个时期,宇宙没有恒星,没有星系,甚至没有足够的时间在自身引力下填充和凝聚成恒星。把这个时期称为“黑暗时代”更合适,但只是因为大光线自身的辐射余辉,随着宇宙膨胀,辐射迅速红移。宇宙膨胀时发生的红移将光线从短波延伸到长波。

当第一颗恒星出现并成为第一颗恒星时,宇宙经历了巨大的变化。

这些初始星系产生强大的辐射,分解中性氢,将电子与质子分离。这是“再电离”,宇宙再次成为等离子态。一般来说,高度电离的气体会变成不透明的辐射,但由于宇宙膨胀和冷却,等离子体是如此分散,以至于星系中的光可以几乎没有阻碍地穿过星际空间。

穿越星际的光线就像一个轻微移动的星光开关。

宇宙光周期的形成

那么,这个特大黑洞和引人注目的宇宙变换之间的关系是什么?

类星体ULAS J1342 + 0928的观测显示它被中性氢包围。新星系周围存在中性氢意味着它只出现在再电离期。我们可以看到的最早的星系实际上是将形成星系的第一批恒星。

亚利桑那大学天文学教授范晓辉在手稿中说“新的类星体本身就是最早的星系之一,在今天的宇宙中,它是一个巨大的黑洞,与其他黑洞一样大”

要发现这个目标并不容易。类星体J1342 + 0928的光在13亿光年后到达我们,所以这些灯非常弱而且非常红。类星体是强大的短波辐射发生器,如X射线。然而,经过13亿光年后,这些辐射被拉伸到光谱的红外部分,因此只有最灵敏的红外测量望远镜才能捕获它。

利用国际望远镜三重效应产生的数据,研究人员可以在宇宙最远的地方找到类星体候选者。一旦证明论证,其他观察者将找到这个极端天体的特征。

夏威夷的双子座天文台通过探索红外光谱的大量积累来判断黑洞的活动。类星体在早期宇宙中产生了如此大量的能量辐射,因为这些超大质量黑洞的核心与超大质量物质相连。随着这些物质的快速消耗,黑洞形成一个巨大的,热的和辐射的吸积盘,产生的类星体的标记光可以被数十亿光年发现。

插图:类星体是星形电源的缩写。 3C欧洲航天局/哈勃和美国宇航局

下一步是找到更多的类星体,如J1324 + 0928,研究人员预测,整个天空必须有20到100个这样的类星体。

那么大?

现在我们知道类星体J1324 + 0928是一个巨大的黑洞,有8亿太阳质量。问题是,它怎么会如此巨大?

这个巨大的问题已经成为巨型黑洞中宇宙学和天体物理学面临的最大问题。这些怪物隐藏在大多数星系的核心,包括我们自己,我们知道它们包含数十亿个太阳。很难解释一个大黑洞如何消耗足够的材料来变得如此巨大,但更难以发现这个8亿质量的怪物在大爆炸后只有6.9亿年。这个新黑洞如何快速增长?

关于黑洞吸积的机制知之甚少,但研究人员认为这可能只是“早开花”的一个特例,就像有一个非常活跃的时期,就像一个大椭圆星系中的“正常”超大。优质黑洞。

范在一份声明中表示,“如果它的密度高于普通宇宙,它可能会在生命早期开始变得更快。”

“这一发现表明,早期宇宙中有一个明确的过程来制造这样的怪物,”卡内基科学研究所的天文学家Eduardo Badados领导的一项国际研究补充道。 “这个过程是什么?那么,这将使理论家们非常忙碌!“

参考

1.维基百科百科全书

2.天文名词

3. Kaya-howstuffworks

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