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超愛丁頓吸積黑洞發(fā)現(xiàn)
2024-11-07 19:20:23 來源:科技日報(bào) 編輯:
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個在宇宙大爆炸后僅15億年就能以極端速度吞噬物質(zhì)的超大質(zhì)量黑洞。這是一個超愛丁頓吸積黑洞,其吞噬物質(zhì)速度超過愛丁頓極限40倍。這一發(fā)現(xiàn)為了解早期宇宙中超大質(zhì)量黑洞快速增長機(jī)制提供了寶貴線索。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《自然·天文學(xué)》雜志上。

一個早期宇宙矮星系,其中心有一個快速吞噬物質(zhì)的黑洞(藝術(shù)圖)。

圖片來源:美國國家科學(xué)基金會國家光學(xué)紅外天文研究實(shí)驗(yàn)室

這個名為LID-568的黑洞是由一個國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的。他們結(jié)合詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)與錢德拉X射線天文臺的數(shù)據(jù),創(chuàng)新地使用了JWST上的積分場光譜儀而非傳統(tǒng)狹縫光譜儀。這種方法允許獲取每個像素的光譜信息,而不僅僅是一個狹窄的區(qū)域。

通過全面觀察目標(biāo)星系及其周邊環(huán)境,團(tuán)隊(duì)意外地發(fā)現(xiàn)了中心黑洞周圍存在強(qiáng)大的氣體外流現(xiàn)象。根據(jù)其速度和規(guī)模,他們推測,LID-568的質(zhì)量增長,可能是通過一次性快速吸積過程實(shí)現(xiàn)的。

研究發(fā)現(xiàn),LID-568正以超過愛丁頓極限40倍的速度吞噬物質(zhì)。愛丁頓極限是指黑洞能夠達(dá)到的最大亮度及物質(zhì)吸收速率,以確保其內(nèi)部引力與因物質(zhì)壓縮發(fā)熱產(chǎn)生的外向壓力相平衡。

當(dāng)團(tuán)隊(duì)計(jì)算出LID-568的亮度遠(yuǎn)超理論上限時(shí),便意識到這些數(shù)據(jù)可能隱藏著重要發(fā)現(xiàn)。這種極端情況表明,超愛丁頓極限的快速進(jìn)食機(jī)制,可能正是宇宙早期就能出現(xiàn)如此重量級黑洞的原因。

這些發(fā)現(xiàn)為超大質(zhì)量黑洞形成過程提供了新的視角。這些黑洞可能是來自宇宙首批恒星的死亡(輕種子模型),或是由大量氣體直接坍縮形成(重種子模型)。而今超愛丁頓吸積黑洞的發(fā)現(xiàn)意味著,無論是輕種子還是重種子,都有可能經(jīng)由一次快速吸積事件,經(jīng)歷了顯著的質(zhì)量增長。

LID-568的發(fā)現(xiàn)同時(shí)證明了黑洞有可能突破愛丁頓極限,從而為天文學(xué)家提供了探索發(fā)生這一現(xiàn)象的契機(jī)。

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