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宇宙中最古老的黑洞被發現──它與其他黑洞不同

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科學家已經證實,穿過時空裂縫的閃爍光芒是我們所見過的最古老的黑洞。

劍橋大學天文物理學家羅伯托·麥奧利諾領導的團隊偵測到的光是黑洞的宿主星系在無情地接近事件視界時發出的火焰。黑洞在大爆炸後僅 400 億年才出現,其質量已經很大,約為太陽質量的 1,6 萬倍。

宇宙中最古老的黑洞被發現──它與其他黑洞不同

這項發現似乎支持了早期宇宙中超大質量黑洞直接塌縮的模型,而不是來自具有大恆星質量的物體的漫長而緩慢的吸積過程。

「在宇宙中很早的時候就看到如此巨大的黑洞,所以我們必須研究它的其他形成方式,」麥奧利諾說。 “非常早期的星系富含氣體,因此它們就像黑洞的自助餐。”

有關發現宇宙最古老黑洞的報告的工作經過同行評審並發表在 自然雜誌。感謝以這個名字命名的太空天文台詹姆斯·韋伯在遙遠而古老的星系 GN-z11 中成功發現了一個當時質量創紀錄的中心黑洞。這種現像是如何發生以及為何發生的仍有待探究,而這似乎將不得不改變許多宇宙論。

GN-z11 星系於 2016 年由哈伯太空望遠鏡發現。這個天體距離我們13,4億光年,也就是說,它存在的時間距離大爆炸僅440億年。

對 GN-z11 發出的光的光譜分析顯示其中存在過熱的碳和氖離子。這顯示了吸積的跡象——物質在落入黑洞之前通常會被加熱。譜線中的發射非常強烈,以至於黑洞的輻射幾乎使宿主星系黯然失色。毫不奇怪,儘管 GN-z11 星係比銀河系小 100 倍,但其中心的黑洞卻吸引了 1,6 萬個太陽質量,而我們銀河系中心的黑洞則擁有 4 萬個太陽質量。

宇宙中最古老的黑洞被發現──它與其他黑洞不同

現在,當科學家們確信在那個時代存在著如此令人難以置信的質量的黑洞時,他們將不得不重寫這些物體和宇宙本身演化的模型和宇宙學理論。看來韋伯不會就此止步,這將使收集足夠的材料成為可能,以創建黑洞出現和生長的新模型,並描述早期宇宙的過程。

例如,根據目前的理論,GN-z11 中心的黑洞吞噬物質的速度應該比我們想像的快五倍。否則,直到大爆炸後 440 億年,它才會獲得可檢測到的品質。而且,它的起源應該不是巨星坍縮的結果,而是直接源自於宇宙誕生後產生的星際氣體的坍縮。我們預計韋伯收集的材料將足以提出新的宇宙論假設,然後這些假設將轉變為連貫的理論。

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