【來去看看~】超大質量黑洞產生的線索新發現


近期天體物理學家對超大黑洞的形成,有了更進一步的了解。其中義大利研究員利用從哈伯太空望遠鏡與其他兩個太空望遠鏡取得的資料,找到種子最終發展成這些銀河巨物的最新證據。

過去幾年來,天文學家對於大霹靂後,超大質量黑洞是如何在早期快速形成的說法,有很大爭議。最近,義大利小組在早期宇宙中指認兩個物體,看起來像是這些早期超大質量黑洞的起源。這兩個物體是目前最具可能性的黑洞潛在種子。

該研究團隊利用電腦模型,以最新方法分析來自美國太空總署錢卓拉X射線天文台(NASA Chandra X-ray Observatory)、美國太空總署/歐洲太空總署哈伯太空望遠鏡(NASA/ESA Hubble Space Telescope),以及太空總署史匹哲太空望遠鏡(NASA Spitzer Space Telescope)等資料,發現並指認出兩個物體。這兩個新發現的黑洞可能種子,是在大霹靂後十億年以內發生的,並且有個起始質量,大約是太陽的十萬倍。

義大利比薩高等師範學校(Scuola Normale Superiore)的研究計劃主持人帕庫奇(Fabio Pacucci)說:「如果確認的話,我們的研究發現將可以解釋這些怪物黑洞如何產生。」

這個新結果有助於解釋為什麼我們在大霹靂後不到十億年的時間,看見超大質量黑洞。

目前有兩個解釋早期宇宙超大質量黑洞形成的主要理論。其一假設這些種子是從一個比太陽質量大10到100倍的質量衰退而來,猜測會是超大恆星。之後,黑洞種子與其他小黑洞合併成長,並從其週邊吸積氣體。然而,它們可能必須以超出想像的速度成長,才能與位在十億光年宇宙中,已經被發現的超大質量黑洞的大小相比擬。

這個新發現支撐另一個理論,亦即當巨型氣體雲衰退時,數個太陽質量十萬倍的巨型黑洞種子直接形成超大質量黑洞。按照這個說法,黑洞的成長立刻開始,並以較快速度進行。

同樣來自比薩高等師範學校的共同作者Andrea Ferrara說:「關於黑洞形成途徑的各式說法,各自衝突。我們的研究成果導向共同答案,亦即黑洞一開始就很大,並以正常速度成長,而不是從很小開始,然後快速成長。」

義大利國家天文物理研究所(National Institute for Astrophysics)的共同作者Andrea Grazian說:「黑洞種子非常難找,亦很難確認找到。然而,到目前為止,我們非常確認發現了兩個最佳潛力種子。」

雖然這兩個黑洞潛力種子與理論預測相符合,但必須進一步觀察,以確認它們的真正本質。除此外,要尋著其他種子,才能全然地區分這個形成理論的差異。

研究團隊計劃在紅外線範圍內,以X光進行進一步觀察,檢測這兩個物體是否有黑洞種子以外的物質。未來的觀察站,包括NASA/ESA/CSA 詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)與歐洲極大望遠鏡(the European Extremely Large Telescope),一定會藉由偵測更小或更遠的黑洞,希望在這個領域有所突破。

原始文章及圖片來源: NASA

翻譯: SHUYI WANG


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