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超愛丁頓吸積黑洞發(fā)現
2024-11-07 19:20:56 來源:科技日報 編輯:
天文學家發(fā)現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的超大質量黑洞。這是一個超愛丁頓吸積黑洞,其吞噬物質速度超過愛丁頓極限40倍。這一發(fā)現為了解早期宇宙中超大質量黑洞快速增長機制提供了寶貴線索。相關論文發(fā)表在最新一期《自然·天文學》雜志上。

一個早期宇宙矮星系,其中心有一個快速吞噬物質的黑洞(藝術圖)。

圖片來源:美國國家科學基金會國家光學紅外天文研究實驗室

這個名為LID-568的黑洞是由一個國際天文學家團隊發(fā)現的。他們結合詹姆斯·韋布空間望遠鏡(JWST)與錢德拉X射線天文臺的數據,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。

通過全面觀察目標星系及其周邊環(huán)境,團隊意外地發(fā)現了中心黑洞周圍存在強大的氣體外流現象。根據其速度和規(guī)模,他們推測,LID-568的質量增長,可能是通過一次性快速吸積過程實現的。

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

當團隊計算出LID-568的亮度遠超理論上限時,便意識到這些數據可能隱藏著重要發(fā)現。這種極端情況表明,超愛丁頓極限的快速進食機制,可能正是宇宙早期就能出現如此重量級黑洞的原因。

這些發(fā)現為超大質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)現意味著,無論是輕種子還是重種子,都有可能經由一次快速吸積事件,經歷了顯著的質量增長。

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

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