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一些黑洞是怎么變大的？詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可能有答案

發(fā)布時(shí)間：2025-12-07 19:37:26 來(lái)源：骨軟筋酥網(wǎng) 作者：探索

這些小紅點(diǎn)可能代表處于發(fā)光類星體階段之前的進(jìn)化階段的星系，因此有助于研究人員了解超大質(zhì)量黑洞在遙遠(yuǎn)星系中的詹答案形成和作用。（圖片來(lái)源：uux.cn/NASA、韋伯望遠(yuǎn)ESA、太空CSA、黑洞J.Matthee（ISTA）、詹答案R.Mackenzie（蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）、韋伯望遠(yuǎn)D.Kashino（日本國(guó)家天文臺(tái)）、太空S.Lilly（蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院））
（神秘的黑洞地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Monisha Ravisetti）：通常，最激動(dòng)人心的詹答案黑洞新聞圍繞著我們能想象到的最大、最壞、韋伯望遠(yuǎn)最暴力的太空空洞。我說(shuō)的黑洞是質(zhì)量是太陽(yáng)數(shù)十億倍的超大質(zhì)量黑洞；那些被稱為類星體的物質(zhì)吞噬了周?chē)奈镔|(zhì)，并猛烈地噴出多余的詹答案物質(zhì)，它們產(chǎn)生的韋伯望遠(yuǎn)光模式甚至超過(guò)了它們所居住的星系。
然而，在周四（3月7日），科學(xué)家們發(fā)布了一項(xiàng)研究，提醒人們：壞黑洞并不是唯一值得思考的黑洞。在可靠的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的幫助下，該團(tuán)隊(duì)確定了一批發(fā)光類星體，它們的數(shù)量并不是很大。需要明確的是，它們非常巨大，因?yàn)樗鼈內(nèi)匀皇浅筚|(zhì)量黑洞——只是沒(méi)有那么大。
簡(jiǎn)言之，這一發(fā)現(xiàn)之所以重要，是因?yàn)樵诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間里，科學(xué)家們都不確定其中一些類星體是如何達(dá)到我們觀察到的巨大尺寸的。我們知道存在著令人費(fèi)解的大質(zhì)量類星體，但目前尚不清楚這些類星體是如何獲得令人費(fèi)解的質(zhì)量地位的。即使它們吸收了大量的物質(zhì)，它們也幾乎沒(méi)有足夠的時(shí)間達(dá)到最終形態(tài)。那么，這些新發(fā)現(xiàn)的、體積較小的類星體是否代表了龐然大物的過(guò)渡階段——填補(bǔ)了科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)一直希望填補(bǔ)的空白？
該研究的主要作者、奧地利科學(xué)技術(shù)研究所助理教授Jorryt Matthee在一份聲明中表示：“類星體的一個(gè)問(wèn)題是，考慮到觀測(cè)到類星體的宇宙年齡，其中一些類星體似乎質(zhì)量過(guò)大。”。“我們稱它們?yōu)椤袉?wèn)題的類星體’。”
超大質(zhì)量的奧秘
這些“有問(wèn)題的類星體”的生命始于大質(zhì)量恒星的死亡。
當(dāng)一顆真正大質(zhì)量的恒星接近其生命的盡頭時(shí)，其將氫轉(zhuǎn)化為氦的內(nèi)在核聚變過(guò)程開(kāi)始減弱。最終，這種內(nèi)部融合完全停止。對(duì)于一個(gè)希望與死亡作斗爭(zhēng)的明星來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)問(wèn)題。一旦聚變結(jié)束，數(shù)百萬(wàn)年來(lái)，通常是數(shù)十億年來(lái)，保持恒星穩(wěn)定抵抗自身引力向內(nèi)推動(dòng)的向外壓力也是如此。最終，這顆恒星自行坍塌。它死于爆炸性的超新星死亡，一個(gè)黑洞誕生了。
然后，如果這個(gè)黑洞開(kāi)始積極地吞噬周?chē)奈镔|(zhì)，它最終會(huì)成為一個(gè)大而糟糕的類星體。然而，問(wèn)題就在于此。中間會(huì)發(fā)生什么？
Matthee解釋道：“如果我們認(rèn)為類星體起源于大質(zhì)量恒星的爆炸，并且我們從一般物理定律中知道它們的最大生長(zhǎng)速度，那么其中一些類星體的生長(zhǎng)速度看起來(lái)比可能的要快。”。“這就像看著一個(gè)2米（6.5英尺）高的五歲孩子。有些東西加起來(lái)不對(duì)勁。”
啊哈！這就是該團(tuán)隊(duì)新發(fā)現(xiàn)的中型黑洞的來(lái)源。也許這些較小的類星體代表了有問(wèn)題的類星體時(shí)間線中缺失的部分。
Matthee說(shuō)：“黑洞和（超大質(zhì)量黑洞）可能是宇宙中最有趣的東西。很難解釋它們?yōu)槭裁创嬖冢鼈兇_實(shí)存在。我們希望這項(xiàng)工作能幫助我們揭開(kāi)宇宙最大的神秘面紗之一。”。
跟隨紅點(diǎn)
研究人員表示，從電影的角度來(lái)看，JWST以幾個(gè)小紅點(diǎn)的形式識(shí)別出了這些物體——該團(tuán)隊(duì)可愛(ài)地稱之為“嬰兒類星體”。
Matthee說(shuō)：“雖然‘有問(wèn)題的類星體’是藍(lán)色的，非常明亮，質(zhì)量是太陽(yáng)的數(shù)十億倍，但小紅點(diǎn)更像是‘?huà)雰侯愋求w’。它們的質(zhì)量在1000萬(wàn)到1億太陽(yáng)質(zhì)量之間。”。“此外，它們看起來(lái)是紅色的，因?yàn)樗鼈冇谢覊m。灰塵遮住了黑洞，使顏色變紅。”
同樣需要注意的是，研究小組知道這些觀測(cè)到的黑洞確實(shí)是類星體——也就是說(shuō)，由于紅色的色調(diào)，它們正在積極進(jìn)食（或者至少會(huì)這樣做）。研究人員解釋說(shuō)，他們的目標(biāo)正在發(fā)射所謂的“Hα譜發(fā)射線”，具有“寬譜線輪廓”。他們說(shuō)，這些譜線是在氫原子被加熱時(shí)發(fā)出的；線條的寬度也可以追蹤氣體的運(yùn)動(dòng)。線的底部越寬，氣體速度就越高。
Matthee說(shuō)：“因此，這些光譜告訴我們，我們看到的是一個(gè)非常小的氣體云，它移動(dòng)得非常快，圍繞著像（超大質(zhì)量黑洞）這樣的大質(zhì)量物體運(yùn)行。”。
該團(tuán)隊(duì)的下一步自然是更詳細(xì)地調(diào)查這些嬰兒類星體，試圖將它們與它們的老兄弟類星體真正聯(lián)系起來(lái)，這給科學(xué)家的黑洞祖先計(jì)算帶來(lái)了困境。然而，更好的是，該團(tuán)隊(duì)總體上對(duì)JWST捕捉到的空間區(qū)域數(shù)據(jù)集感到非常興奮。這些數(shù)據(jù)背后的合作之一，被稱為“再電離時(shí)代的發(fā)射線星系和星系間氣體”的EIGER，甚至不是為了尋找它偶然發(fā)現(xiàn)的紅點(diǎn)。“我們偶然發(fā)現(xiàn)了它們，”Matthee說(shuō)。
“如果你抬起食指，完全伸展手臂，我們探索的夜空區(qū)域大約相當(dāng)于你指甲表面的二十分之一。到目前為止，我們可能只刮到了表面。”
3月發(fā)表了一篇關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的論文。7發(fā)表在《天體物理雜志》上。

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