迄今质量最大类星体现身，或将改写黑洞形成理论
来源：科技日报
类星体是宇宙中最明亮的天体，其中心黑洞疯狂吞噬周围物质而发出极强的光芒。通过长期的观测研究，天文学家确定早期宇宙的类星体中含有超大质量黑洞。但这些黑洞是如何在宇宙诞生不久就“成长”为超大质量黑洞，一直是一个有争议的热门课题。
近日，美国亚利桑那大学史都华天文台的天文学家发现了早期宇宙中质量最大的类星体，其拥有着一个15亿倍太阳质量的黑洞，相关研究结果已发表在《天体物理学》杂志上。据悉，这个新发现的类星体被正式命名为J1007+2115，它是已知距离我们最远的也是最老的类星体之一。
早期宇宙中的超大质量黑洞困扰天文学家
类星体是目前已知宇宙中最活跃的天体之一，也是人类观测到的最遥远的天体。“根据目前的理论，类星体由超大质量黑洞驱动。在黑洞吞噬尘埃、气体甚至整个恒星等周围物质的过程中，大量的引力能被释放出来，部分引力能转化为辅射，从而导致类星体的亮度可以超过整个宿主星系。”中国科学院紫金山天文台教授刘四明表示。
J1007+2115的红移数据显示，其发出的光线经过130.2亿年的“长途跋涉”才最终到达地球。这就意味着，它至少在宇宙大爆炸后7亿年前就已存在。
“宇宙一直处于膨胀的过程中，故而距离我们越远的天体，其形成的时间越早。新发现类星体的光谱分析，可以用来估计驱动其发光的黑洞质量。”刘四明介绍道，“由于膨胀宇宙中的光子红移现象，距离我们越远的天体，其产生的光子在被我们探测到时波长也越长。远处天体的辐射功率可以由观测到的辐射强度和距离得到，辐射功率越大，黑洞的质量也越大。”
如此古老且质量巨大的类星体，为研究人员提供了一个难得的研究机会，或许能够解答一个长期困扰天文学家的问题——为何宇宙早期能够形成超大质量黑洞?
对此，曾有天文学家推测，宇宙中那些古老的超大质量黑洞可能形成于早期宇宙中的超大质量恒星。理论上来说，与黑洞的缓慢“成长”不同，恒星在形成时能以更快地速度获取质量，所以在早期宇宙中大质量恒星更容易形成。当这些巨大的恒星坍缩时，便形成了一个古老且质量巨大的黑洞。不过，截至目前，天文学家并未在早期宇宙中发现这样的超大质量恒星，这一理论还有待进一步的验证。
新发现或动摇黑洞是恒星死亡产物理论
古老的类星体对研究早期宇宙至关重要。
根据目前的宇宙模型，早期的宇宙是一团“高度均匀的火球”，充满着氢与氦。随着宇宙不断膨胀，宇宙的温度逐渐降低，使得原本的电离气体变成了中性气体而失去了发光的能力，宇宙逐渐冷却并进入“黑暗时代”。但是这些冷却的气体在空间中并不是绝对均匀分布的，气体较为密集的区域，最终在引力的作用下坍缩形成了第一代恒星。第一代恒星和星系的出现花了大约3亿至4亿年的时间，使得宇宙开始逐渐升温。
可见第一代恒星和星系的形成都是如此“费时费力”。
“目前主流的理论认为，黑洞是在恒星死亡时产生的，而类星体又是由超大质量黑洞驱动的。故而古老类星体的存在可以限制宇宙中第一代恒星的最晚形成时间，并帮助我们了解随后的黑洞成长过程。”刘四明介绍道，“换句话说，类星体出现得越早，对现有主流宇宙模型以及人们对黑洞产生和生长过程的认识挑战也越大。”
“出现非常古老而巨大的黑洞可能会动摇目前‘黑洞是恒星死亡产物’的理论。因为从几十个太阳质量的黑洞成长成15亿个太阳质量的黑洞需要很长的时间。”刘四明解释道，“这可能会促使我们更新对早期宇宙的认识。”
相关文章
-
谷歌科学家利用量子计算机研究虫洞
弦理论存在于远小于粒子加速器探测范围的尺度上，因此很难进行检测。,于是，这另一个脉冲就起到了加速量子位行为的作用。,最后，经过一段时间后，信息会神秘地在右侧的量子位重新出现，而不需要任何解码。
2024-03-22 09:11 -
银河系最大恒星质量黑洞有可能不存在
来源：博科园微信公众号还记得2019年11月下旬，中国天文学家宣布发现70倍太阳质量黑洞的重磅发现吗?当大质量恒星以戏剧性的崩塌结束生命时，恒星黑洞就形成了。,从新观测中，一个比利时团队显示，最初测量结果被曲解了，事实上，黑洞的质量非常不确定。,然而，有几个属性似乎相当可疑，这促使我们重新审视档案数据。
2024-03-22 08:54 -
银河系中央黑洞或能推动新型恒星诞生
新浪科技讯北京时间2月24日消息，据国外媒体报道，就像大多数大型星系一样，银河系也靠位于中心的超大质量黑洞所维系。,这些奇异的天体究竟只是气体、还是恒星呢?该研究作者指出，可能两者皆而有之。,”在这次近距离接触后的几年间，随着G2逐渐远离黑洞，形状又变得规整紧凑起来。
2024-03-22 08:41 -
中子星有多小？直径22公里的球体重达两倍太阳质量
最新测量结果表明，通常情况下，一个黑洞完全可以吞噬整个中子星，但是天文学家使用传统望远镜很难发现相关证据。,通过测量中子星属性，我们可以掌握在亚原子等级上支配物质的基本物理学原理。,”目前天文学家不需要太长时间就能验证这一观点是否正确，未来几年，引力波探测器将变得越来越强大，如果中子星与黑洞碰撞事件比预期更少，至少科学家能够知道为什么会这样。
2024-03-22 08:25 -
最遥远的耀变体：早期宇宙可能充满着超大质量黑洞
这些星系核在射电望远镜看来格外明亮，这被认为是它们包含超大质量黑洞的证据。,在一项新研究中，天文学家观测到了至今最遥远的耀变体，接近130亿光年。,再电离发生在大爆炸后漫长的黑暗时代之后，当时第一批恒星和星系刚开始形成。
2024-03-22 08:20 -
黑洞“无限子环”：神秘环状结构保存宇宙珍贵信息
在这项最新研究中，约翰逊和同事认为，这个黑洞光子环是天文学家能够深入探索的重要资源。,研究人员认为，只有黑洞视界望远镜只要延伸至足够远的太空区域，即使是一颗人造卫星，或者仅是主航天器上的机载仪器，也有可能做到这一点。,这看起来像是魔法，在这种情况下，我们甚至能将黑洞视界望远镜分辨率提高两倍，如果通过一条很长的天基线路，我们也许能将黑洞视界望远镜分辨率增强100倍。
2024-03-22 08:18 -
宇宙大爆炸后不久的超大质量黑洞是如何产生的？
根据经典理论，一个超大质量黑洞成长于星系中心，它不断捕获周围物质，主要是气体，使其不断“增长”，最后以与质量成比例的节奏将其吞噬。,简而言之，根据这个理论，我们可以说，在大爆炸后8亿年时，超大质量黑洞可能已经遍布宇宙。,研究人员解释道：“无数恒星黑洞与星系中心超大质量黑洞种子之间的融合会产生引力波，我们期望利用当前和未来的探测器对其进行观测和了解。
2024-03-22 08:17 -
回力棒效应：从黑洞逃逸的光线会再次被拉回黑洞
新浪科技讯北京时间4月10日消息，据国外媒体报道，几十年以来，科学家一直怀疑从黑洞周围逃逸的光线会像回飞棒一样再次被吸附回来，目前这一理论获得最终证实。,最新研究报告作者、加州理工学院物理学家赖利·康纳斯(RileyConnors)称，我们观察到光线试图从黑洞中逃逸出来，却像回飞棒一样被黑洞拉了回来，这是上世纪70年代的预测，但直到现在才被证实。,”这项最新研究进一步佐证了之前黑洞研究的猜测，科学
2024-03-22 08:16 -
广义相对论再次被验证！黑洞周围恒星上演“玫瑰舞”
新浪科技讯北京时间4月17日消息，据国外媒体报道，目前，天文学家首次观测到一颗恒星环绕银河系中心超大质量黑洞运行，而这颗恒星在黑洞周围闪烁舞动，正好符合阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论的预测结果。,这项最新研究报告发表在4月16日出版的《天文学与天体物理学杂志》上。,广义相对论认为宇宙空间、时间和引力存在相互作用，并且像黑洞这样大质量天体能够扭曲其周围的空间，影响周围恒星的运行轨迹。
2024-03-22 08:12 -
黑洞如此“明亮”，为何银河系中心黑洞却如此昏暗？
但是，如果你随便问一个天体物理学家，他们都会说黑洞是宇宙中最明亮的物体之一。,”那到底是为什么呢?美国密歇根大学的天体物理学家莉亚·科拉莱斯(LiaCorrales)说：“我们知道有某种机制可以阻止物质到达银河系中心，或者到达黑洞本身并落进去，但是我们还没弄清楚这种机制到底是什么。,在长达一年的时间里，该卫星对银河系中心黑洞人马座A*(SagittariusA*)进行了持续观测。
2024-03-22 08:07