怪物弹珠,来了解一下这个不符合现有黑洞理论的黑洞,夏达

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这个艺术家的插画描绘了人类目前为止勘探到的最悠远的超大质量黑洞。它的高增加速度令天文学家们百思不得其解。

天文学家现已发现了迄今为止观测到的最悠远的黑洞-而且它在年青的时分就现已十分惊人了。

这颗超大质量的黑洞样本相当于8亿个太阳的分量,坐落一个发作强壮辐射的年青星系的中心。这种类型的星系被称为类星体,它们照亮了前期的世界,它们的极点的活动是由它们核心中的黑洞发电机驱动的。但这个黑洞比这个年青的星系要大得多。



丹尼尔斯特恩在美国宇航局喷气推动实验室的一份声明中说“大爆炸后,这个黑洞的开展远远超越咱们预期的6.9亿年,这挑战了咱们关于黑洞怎样构成的理论”。斯特恩是宣布在《天然》杂志上的一项研讨的合作者。



世界诞生和黑暗时代

让咱们进一步回到曩昔,来充沛了解这一发现是多大的打破。

在大爆炸之后,敏捷胀大的世界中充满了一种叫做等离子体的电离气体热汤。跟着时刻的推移和世界的冷却,这种等离子体凝集成中性原子(主要是氢,其间一个质子与电子结合)。直到这一刻,世界中没有恒星,也没有星系;底子没有满足的时刻让东西在重力下集合起来发明星星。这个时期被恰如其分地命名为“黑暗时代”,由于其时仅有存在的辐射是大爆炸自身的布景余辉,跟着世界胀大,它敏捷变为红移。当胀大的世界将光从短波长延伸到长波长时,发作红移。

可是,跟着第一颗恒星被激起而存在并被它们的彼此引力所捆绑以构成第一个星系,世界阅历了巨大的改变。



这些第一个星系发作强壮的辐射,分化中性氢气,从质子中剥离电子。世界再次成为等离子态,称为“再电离”。一般,这种高度电离的气体对辐射是不透明的,但由于世界胀大和冷却,等离子体如此涣散,以至于来自星系的光线经过星系际空间大部分都是四通八达的,就好像世界飞过星光开关相同。

从世界拂晓开端呈现

那么,这个超大质量的黑洞和这种戏剧性的世界改换有什么关系呢?

对类星体的观测称为ULAS J1342+0928,现已证明它被中性氢围住。存在于这个婴儿星系周围的中性氢意味着它刚刚从这个再电离时期呈现,使它成为咱们能够观测到的最早的星系,由于它是第一批构成的星系群。



一种艺术的概念图,中心为正在构成的超大质量黑洞

那篇论文的一起作者、在亚利桑那大学作业的范晓辉提到:“新的类星体自身便是最早的星系之一,可是它现已具有了一个巨大的黑洞,就像如今世界中的其他星球相同巨大!”



坐落大麦哲伦云前方的黑洞的模仿视图。留意引力透镜效应,它发作了两个扩大但高度畸变的大麦哲伦云图画。在顶部,银河系圆盘被歪曲成了弧形。

检测这个目标并非易事。来自J1342+0928的光现已花了超越130亿年才抵达咱们这儿,所以它十分弱小而且发作很大的红移。类星体能发作激烈的短波辐射。可是在经过130亿光年之后,辐射现已被拉伸到光谱的红外部分,因而只要最活络的红外丈量望远镜才干检测到它。

运用强壮望远镜的世界三联体发作的数据,研讨人员能够在世界的最远当地寻觅类星体候选者。一旦确认,其他的观测站就会一块来调查这个古怪的目标。

例如,夏威夷的双子座天文台经过勘探红外光谱来丈量黑洞的活动,然后协助确认黑洞的巨大质量。 类星体在前期世界中是特别强壮的辐射发作器,由于它们核心中的超大质量黑洞能够获得很多的物质。 当他们敏捷耗费这个物质时,黑洞构成了一个巨大的、热的而且散发着辐射的吸积盘,发明了类星体的标志性光,能够在数十亿光年内看到。

下一步是查找更多的类星体,如J1342 + 0928,研讨人员估量在整个天空中大概有20到100个类星体。



类星体是准恒星射电源的缩写。 如图所示,3C 273,是天文学家有史以来第一个发现的,也是最亮的。

ESA/HUBBLE & NASA

它是怎样变得如此巨大的?

现在咱们知道J1342 + 0928是一个8亿太阳质量的超大质量黑洞的家乡,最大的问题是,它是怎样变得如此巨大?

悬在现代世界学和天体物理学上的一些最大问题会集在超大质量黑洞上。众所周知,这些怪物隐藏在大多数星系的核心中,包含咱们自己的星系,咱们知道它们能够具有十亿个太阳的质量。企图解说咱们现代世界中的超大质量黑洞怎样耗费满足的物质来变得如此之大是很困难的,可是发现一个8亿太阳质量的怪物在大爆炸之后只存在6.9亿年是一个令人头疼的问题。这个婴儿黑洞怎样这么快变大?

黑洞吸积背面的机制知之甚少,但研讨人员以为,这个比如或许仅仅一个具有一个极端活泼的“前期大器(early bloomer)”,,只能在大椭圆星系中久居的“惯例”超大质量黑洞。

范在一份声明中说,“假如它坐落比世界更密布的部分,它能够在生射中获得更早的开端而且更快地增加,”

“这一发现标明,在前期世界中明显存在一个制作这种怪物的进程,”参加世界研讨的卡内基科学研讨所的天文学家Eduardo Bañados弥补道。 “那个进程是什么?好吧,这会让理论家们十分繁忙!”



这张图片显现的是具有环形电离环物质的非旋转黑洞外观,这样的模型能够作为人马座A*的规范模型化来运用。这种不对称性是由于多普勒效应形成的,多普勒效应是由于黑洞十分强的引力离心平衡所需的巨大轨迹速度形成的。

文末“彩蛋”

现在这就很风趣了。由于世界的年纪是138亿年,所以6.9亿年只不过是世界年纪的百分之五。

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