天文学家揭示了迄今为止观测到的最遥远的超大质量黑洞

作者:糜殍芏

<p>艺术家对有史以来发现的最远超大质量黑洞的概念,这是大爆炸后仅6.9亿年的类星体的一部分,它被中性氢包围,表明它来自称为再电离时代的时期,当时宇宙的第一个光源开启图片:Robin Dienel(由卡内基科学研究所提供)一组天文学家,包括麻省理工学院的两位天文学家,探测到有史以来观测到的最远的超大质量黑洞</p><p>黑洞位于超亮类星体的中心在宇宙大爆炸之后仅仅6.90亿年光就射出了大约130亿年光到达我们 - 光的时间跨度几乎等于宇宙的年龄黑洞被测量为大约800太阳的数百万倍 - 按现代标准衡量的巨人和早期宇宙中的相对异常“这是我们从这个时代观察到的唯一对象,”Robert Sim说道</p><p>在麻省理工学院卡夫利天体物理学和空间研究所的弗朗西斯·L·弗里德曼物理学教授“它具有极高的质量,但宇宙是如此年轻,以至于这个东西不应该存在宇宙只是不够大,不能制造一个黑洞很大,令人费解“增加黑洞的阴谋是它形成的环境:科学家们已经推断出黑洞是在宇宙正在经历一个根本转变的时候形成的,来自以中性氢为主的不透明环境在第一颗恒星开始眨眼的情况下,随着更多的恒星和星系的形成,它们最终会产生足够的辐射,使氢从中性转换为氢,电子与其原子核结合,进行电离,电子被置于其中随意地重新组合这种从中性到电离氢的转变代表了宇宙的一个根本性变化,一直持续到今天</p><p>团队认为新发现的黑洞存在于大约半中性,半离子化的环境中“我们发现的是宇宙大约是50/50 - 这是第一个星系从它们的中性气体茧中出现并开始闪耀的时刻他们的出路,“Simcoe说”这是当时最准确的衡量标准,并且真正表明第一批明星何时开启“Simcoe和博士后Monica L Turner是麻省理工学院合着的一篇论文,详细介绍了结果,发表了今天在“自然”杂志上,其他主要作者来自加利福尼亚州帕萨迪纳的卡内基科学研究所</p><p>艺术家对有史以来发现的最远超大质量黑洞的概念,这是大爆炸后仅6.9亿年的类星体的一部分</p><p>被中性氢包围,表明它来自称为再电离时代的时期,当宇宙的第一个光源开启时Image:Robin Dienel(由卡内基提供)科学研究所高速转移卡内基的天文学家爱德华多·巴纳多斯发现了这个黑洞,他在通过多次全天测量时发现了这个物体,或者遥远的宇宙地图Bañados特别关注类星体 - 宇宙中一些最亮的物体,包括一个超大质量黑洞,被旋转的物质盘包围,在识别出几个感兴趣的物体后,Bañados使用一种称为FIRE的仪器(折叠式港口红外线Echellette)专注于它们</p><p> ),由Simcoe建造并在智利的65米直径Magellan望远镜上运行FIRE是一个光谱仪,根据红外光谱对物体进行分类</p><p>来自非常遥远的早期宇宙物体的光在其穿越的过程中向更红的波长移动</p><p>宇宙,随着宇宙膨胀,天文学家将这种多普勒现象称为“红移”;物体距离越远,光线越向红色或光谱的红外线末端物体的红移越高,物体越远,空间和时间越远使用FIRE,团队确定了一个Bañados物体作为一个红移为75的类星体,意味着物体在大爆炸后大约6.9亿年后发光</p><p>基于类星体的红移,研究人员计算了中心黑洞的质量并确定它大约为8亿次太阳的质量 “有些东西导致类星体中的气体以非常高的速度移动,我们知道实现这种速度的唯一现象是围绕超大质量黑洞进行轨道运动,”Simcoe说,当第一颗恒星开启时,新发现的类星体似乎居住了宇宙历史中的一个关键时刻大爆炸之后,宇宙就像一团热腾腾,极其活跃的粒子宇宙汤</p><p>随着宇宙迅速膨胀,这些粒子在一个有时被称为中性氢气的时代变冷并融合成中性氢气</p><p>黑暗时代 - 没有任何光源的时期最终,引力将物质凝聚成第一个恒星和星系,然后以光子的形式产生光</p><p>随着更多的恒星在整个宇宙中转动,它们的光子与中性氢反应,电离气体和掀起所谓的再电离时代Simcoe,Bañados和他们的同事相信新发现的q uasar在这个基本过渡期间存在,就在宇宙正在经历其最丰富元素的剧烈转变时,研究人员使用FIRE来确定类星体周围的大部分氢是中性的</p><p>他们从中推断出来估计在他们观察类星体的时候,整个宇宙大约有一半中性和半离子化</p><p>从这一点来看,他们推断恒星必须在这个时期开始转向,大爆炸后的6.9亿年“这增加了我们对我们的理解整个宇宙,因为我们已经确定了宇宙处于从中性到电离的这种非常快速过渡的中间的那一刻,“Simcoe说”我们现在拥有迄今为止最准确的测量,当时第一颗恒星正在开启“还有一个谜团还有待解决:如此大规模的黑洞是如何在宇宙历史的早期形成的</p><p>人们认为黑洞是通过吸积或吸收来自周围环境的质量而生长的极大的黑洞,例如Simcoe和他的同事所确定的黑洞,应该形成超过6亿9千万年的时期“如果你从种子开始一个大明星,让它以最大可能的速度增长,并从大爆炸的那一刻开始,你永远无法制造出8亿太阳质量的东西 - 这是不现实的,“Simcoe说”所以必须有另一种方式,它如果发生这种情况,没有人知道“这项研究得到了美国国家科学基金会(NSF)的部分支持,得到了NSF和Curtis和Kathleen大理石出版物的建设支持:EduardoBañados等人,”在一个非常中性的宇宙中,一个8亿个太阳质量的黑洞,红移75,“自然,2017年; doi:101038 / nature25180来源:Jennifer Chu,....