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分享 網管 - 科學新知 | 2024-01-18 | 點閱數: 193

作者  | 發布日期 2024 年 01 月 18 日 12:46

韋伯望遠鏡發現有史以來最古老黑洞,存在於大爆炸後僅 4.4 億年link to alt=韋伯望遠鏡發現有史以來最古老黑洞,存在於大爆炸後僅 4.4 億年 https://sec235.cyc.edu.tw/uploads/tadnews/image/black-hole-800x450.jpg title=韋伯望遠鏡發現有史以來最古老黑洞,存在於大爆炸後僅 4.4 億年
 天文學家利用韋伯太空望遠鏡( JWST )發現迄今最遙遠、最古老黑洞,大爆炸後僅 4 億年就存在的它正在大口吞噬宿主星系,可幫助我們理解超大質量黑洞如何迅速增長。

該黑洞質量約太陽 160 萬倍,位於古老星系 GN-z11 中,距離我們 134 億光年,從周圍星系吸取物質的速度似乎比目前理論極限快 5 倍。

 

在宇宙年齡不到 10 億年內形成的超大質量黑洞無法以現有吸積理論解釋,正常來說,一個黑洞質量要達到太陽質量數百萬甚至數十億倍需持續進食數十億年,所以當天文學家在早期宇宙看到超大質量黑洞,感覺就像在路上看到一個 180 公分高的幼童,這些黑洞到底吃什麼長大的?

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▲ 哈伯望遠鏡拍攝的古老星系 GN-z11 。( Source :NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), Public domain, via Wikimedia Commons )

促成早期宇宙超大質量黑洞形成的主要路線之一,可能是巨大冷氣體和塵埃雲塌陷立即形成質量達太陽數百萬倍的大黑洞種子,快速推進原本需經歷數百萬~數十億年的演化過程。

但新發現的黑洞吸積物質速度可能指向另一條主要路線,即早期宇宙有些黑洞吸積速度比其他黑洞快非常多,如果這個黑洞貪婪進食約 1 億年,就不必以巨大黑洞種子形式亮相,它最初可能是大爆炸後約 2.5~3.7 億年誕生的一個小型恆星質量黑洞,然後以「超級愛丁頓吸積」模式迅速增長到韋伯望遠鏡觀測到的質量。

能確定的是,黑洞周圍噴出的超快粒子風正將星系中心氣體塵埃吹走,代表黑洞正使星系內停止誕生恆星,並在此過程「殺死」這個小星系。

韋伯望遠鏡未來幾年或許會找到更多來自早期宇宙、與 GN-z11 中心類似的黑洞,進一步揭示黑洞如何形成和生長。新論文發表在《自然》期刊。

(首圖來源:pixabay