新浪博客

詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞

2024-12-19 09:43阅读:2

詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞

By Robert Lea
published 4 hours ago
Black Holes
“早期宇宙设法来产生一些绝对的怪物,甚至在相对微小的星系中”
当您通过我们网站上的链接购买时我们可能会获得一个联盟佣金。这里是它如何工作。 Here’s how it works.
詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞


显示在早期宇宙中一个喂的太多的黑洞要打盹的描画。(Image credit: Jiarong Gu)
在过食后小睡是我们许多人在圣诞节幸运来面临的困境。新的研究已经表明数十亿年前一些早期的黑洞在过度放纵后也不得不打盹。
天文学家用詹姆斯韦伯太空望远镜发现了一个在大爆炸后仅8亿年存在的休眠的超大质量黑洞。这个宇宙怪物在特别的一顿大食星系气体和尘埃后昏过去了。
这个黑洞因它的怪物尺寸是非同寻常的。有一个大约是太阳质量4亿倍的质量,它是被詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中看到的质量最大的黑洞。这一发现于周三(1218)发表在《自然》杂志上,进一步复杂化在早期宇宙中超大质量黑洞如何如此快的变成如此大质量的秘密。
这个超大质量黑洞的质量也鹤立鸡群,因为当这些宇宙巨人通常被发现在本地(和最近的)宇宙中时它们拥有约为它们的宿主星系质量的0.1%的质量。这个超大质量的黑洞有一个约等于它的宿主星系质量40%左右的质量。
科学家们会预计这样一个巨大的黑洞贪婪的吃食并这样生长。然而这个黑洞正在以非常缓慢的速度吞噬起气体,大约这种大小黑洞最大可能吸积极限的百分之一。

詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞
一个被辉光的气体和尘埃盘包围的吃食的超大质量黑洞。 (Image credit: Emanuela Tortosa)
因为黑洞有叫“事件地平线”的陷住光(以及通过它们的其他一切)的外部边界,如果它们没有贪婪进食和照亮这些物质它们往往是看不见的。
当它们被叫一个渐渐喂食它们的吸积盘的扁平云中的物质包围时超大质量黑洞的引力影响造成巨大的摩擦,这造成这个宇宙储藏室来辉光。这种发射允许我们来探测到超大质量黑洞。
然而这个休眠的超大质量黑洞是不同的。这是因为它的巨大质量许可了它一个使它可见的宏大的引力。
剑桥大学卡夫里宇宙学研究所的团队负责人巴里斯(Ignas Juodbalis)在一份声明中说,“即便这个黑洞是休眠的,它的巨大的尺寸使它对我们来探测成为可能,它的休眠状态也允许我们来了解宿主星系的质量”。
“早期宇宙设法来产生一些绝对的怪物,甚至在相对微小的星系中”
为什么早期的怪物黑洞是如此一个大问题?
2022年詹姆斯韦伯太空望远镜开始做出宇宙的观测以来,这台强大的仪器在宇宙的早期阶段已经发现了超大质量黑洞。
超大质量黑洞是有相当于数百万甚至数十亿个太阳质量的宇宙中的巨人。与恒星质量黑洞不同这当大质量恒星坍缩时形成,超大质量黑洞被认为经由一串随后更大质量黑洞的合并以及来自它们的宿主星系一个稳定的气体和尘埃饮食生长。
这个过程被认为要用超过10亿年来创造一个甚至有在这些巨大质量的更低尺度上质量的超大质量黑洞。这意味着在我们138亿岁老的宇宙近代史中发现超一个大质量黑洞不是有问题的。
然而当宇宙比10亿岁老更年轻时詹姆斯韦伯太空望远镜发现这些宇宙巨人,有时早在大爆炸后6亿年是有问题的。这个早期黑洞的巨大尺寸以及它甚至没有通过快速进食增长的事实使这个问题更令人困惑。

詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞
在早期宇宙中两个双黑洞一起撞击来创造一个更为怪异的超大质量黑洞。(Image credit: NASA)
团队成员兼卡夫里研究员罗伯特(Roberto Maiolino)说,“黑洞 ‘生来就大’ 是可能的,这可以解释为什么詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中发现了巨大的黑洞,但另一种可能性是它们经历一段超活动期,然后是长时间的休眠期”
黑洞将它推过过食的限制
罗伯特及其同事通过运行仿真超大质量黑洞的生长机制重新访问了在早期宇宙中超大质量黑洞的问题。研究小组发现了最可能的解释是黑洞可能短暂的超过放在吸积上的限制。
这个进食顶被称为“爱丁顿极限”。它提示任何贪婪的吸积的天体将达到它的进食泵出的辐射将物质推开的点上,切断它的食物供应。
该团队认为早期的黑洞可能体验大量的过食或“超爱丁顿吸积”。在这些时期期间,贪婪的黑洞会以超加速率成长。这将持续在500万到1000万年之间,之后黑洞将“打盹”1亿年。
罗伯特说,“来解释一个有超活动期的休眠黑洞听起来反直觉的,但这些短暂的爆发允许它来快速的生长,同时花费它的大部分时间打盹”。
这些黑洞的休眠期比超爱丁顿吸积相持续1020倍,这意味着天文学家更可能在它们的午睡期间比在晚餐来捕捉这些宇宙巨人。
这个巨大的午睡的黑洞的发现是这一理论的一个突破。
RELATED STORIES:
How do some black holes get so big? The James Webb Space Telescope may have an answer
Brightest quasar ever seen is powered by black hole that eats a 'sun a day'
Galaxy-size jet from monster black hole blasts mystery object in deep space (video)
这个怪物般的早期黑洞可能只是冰山一角,研究小组怀疑早期宇宙可能充满有这些沉睡的巨人。不幸的是这些怪物的休眠性质将使它们对天文学家来发现困难的。
罗伯特总结道,“很可能那里绝大多数的黑洞处在这种休眠状态中——我很惊讶我们发现了这个,但我很激奋来想我们可能发现有如此许多的”。
詹姆斯韦伯太空望远镜在早期宇宙中捕捉在“过食”后打盹的怪物黑洞

留言板

下载客户端体验更佳,还能发布图片和表情~

亿万博主正在被热评!
999+

给此博文留言吧! 有机会上热评榜! 攒金币兑换礼品!

好的评论会让人崇拜发布评论

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享
打开APP