迄今最遥远的黑洞发现了:宇宙大爆炸6.9亿年后就有了它

2017/12/09 dogstar 0 幻灯模式

迄今最遥远的超大质量黑洞概念图。该黑洞是一个类星体的一部分,在宇宙大爆炸仅6.9亿年后就已经存在。它被中性氢包围,表面它来自于被称为“再电离”的时期,这期间宇宙开始摆脱黑暗期。

迄今最遥远的超大质量黑洞概念图。该黑洞是一个类星体的一部分,在宇宙大爆炸仅6.9亿年后就已经存在。它被中性氢包围,表面它来自于被称为“再电离”的时期,这期间宇宙开始摆脱黑暗期。

天文学家最近发现了宇宙中迄今最为遥远的超大质量黑洞,质量相当于8亿个太阳。这个黑洞所在的类星体发出的光线经过130多亿年才到达地球,意味着它在宇宙大爆炸6.9亿年后就已经存在了。目前有关研究已经刊登在英国学术期刊《自然》杂志上。 

颠覆现有黑洞形成理论 

天文学家是在一个类星体内发现这一黑洞的,它处于一个星系的中心。黑洞虽然自身不发光,但由于其强大的引力,周围物质在快速落向黑洞的过程中以类似“摩擦生热”的方式释放出巨大的能量,从而形成所谓的类星体,并使其成为宇宙中最耀眼的天体。它们因看起来是“类似恒星的天体”而得名,最早于1963年被发现。 

此次新发现的类星体就被认为非常有意思,因为它所处的年代比较特殊,当时宇宙刚刚摆脱黑暗期,因此它将能够提供有关早期宇宙的基本信息,那时的宇宙才走过当前年龄的5%。 

作为本项研究论文的联合作者,美国宇航局喷气推进动力实验室科学家丹尼尔·斯特恩(Daniel Stern)表示:“在宇宙大爆炸后不到6.9亿年的时间里,就能孕育出如此庞大的黑洞,远远超出科学家原先的预期,颠覆了现有黑洞形成理论。” 

天文学家还推测,早期的宇宙中能形成质量相当于8亿个太阳的超级黑洞,必定有特殊的条件它才能快速增大,至于到底是什么原因依然未知。 

迄今最遥远的超大质量黑洞概念图

迄今最遥远的超大质量黑洞概念图

宇宙黑暗时期 

科学界目前认为,在大爆炸之后最初的几个微秒时刻(1微秒等于百万分之一秒),早期宇宙处于一种炽热的原始“粒子汤”状态。在大爆炸发生约40万年后,这些粒子冷却并聚集成中性的氢。这一时期的宇宙没有任何光亮,一片漆黑,直到物质在重力作用下聚集形成第一批恒星和星系。 

在这些古老星系释放的能量作用下,中性氢失去一个电子,从而被电离,它们从此一直保持该状态。当宇宙被再电离时,光子才能在太空中自由穿梭,宇宙由此变得透明可见。 

此次新发现的类星体周围的氢大部分是中性,这意味着它不仅是目前此类天体中最为遥远的,也表明它是我们目前能看到的唯一宇宙被电离前的案例。 

卡内基天文台的天文学家爱德华多·巴纳多斯(EduardoBañados)解释说:”摆脱黑暗时期是宇宙的最后一次重大转变,也是当前天体物理学的前沿领域之一。“ 

遥远距离如何测量 

由于宇宙在不断膨胀,光线在到达地球前其波长将被拉伸,这种现象被称为”红移“。红移量越大,天体距离越远,它们所处的年代也更久远。此次新发现的类星体红移量达到7.54,意味着它的光线经过130多亿年才到达地球。 

科学家估计,早期宇宙可能包含20~100个类似明亮而遥远的类星体。他们希望未来欧洲航天局预计2020发射的欧几里得号探测器以及美国宇航局的WISE卫星能找到更多类似天体,带来更多有关早期宇宙的新线索。(dogstar)