最遙遠的耀變體:早期宇宙可能充滿著超大質量黑洞
2020年04月01日08:53

  新浪科技訊 北京時間4月1日消息,大爆炸後9億年時,我們的宇宙進入了最早的星系時代,此時已經出現了一個10億倍於太陽質量的黑洞。這個黑洞吸收了大量的電離氣體,形成了一個“星系發動機”——稱為“耀變體”(blazar)——將一股超高溫的明亮物質噴射到太空中。在今天的地球上,我們仍然可以探測到120多億年前那次爆炸所發出的光。

  天文學家先前發現的證據表明,在稍微年輕一點的“射電噪活動星系核”(radio-loud active galactic nuclei,簡稱RL AGNs)中,存在著原始的超大質量黑洞,不斷吞噬周圍的氣體和恒星。這些星系核在射電望遠鏡看來格外明亮,這被認為是它們包含超大質量黑洞的證據。耀變體就是一類特殊的射電噪活動星系核,會噴射出兩束方向相反的“相對論性”(即接近光速)物質。這些噴射流發出許多不同波長的窄光束,其方向只有在對準地球時,我們才能在如此遙遠的距離上探測到它們。在一項新研究中,天文學家觀測到了至今最遙遠的耀變體,接近130億光年。該發現將最古老的超大質量黑洞的確定日期提前到了宇宙歷史的頭10億年,並表明在那個時期存在著許多我們尚未發現的類似黑洞。

  新研究作者之一、意大利國家天體物理研究所的博士生西爾維亞(Silvia Belladitta)在一份聲明中說:“由於這一發現,我們能夠說,在宇宙生命的最初十億年時,存在眾多非常巨大的黑洞,不斷髮出強烈的相對論性噴流。”

  西爾維亞等研究者的發現證實,在宇宙歷史上一個名為“再電離”的時期中,存在著耀變體。再電離發生在大爆炸後漫長的黑暗時代之後,當時第一批恒星和星系剛開始形成。

  研究作者寫道,耀變體的發現有力地表明,可能還存在許多其他耀變體。如果在宇宙的早期階段只存在一個耀變體,那它需要足夠巧合,才能將狹窄的可見光束射向地球並為我們探測到。更有可能的情況是,當時存在著大量類似的耀變體,其光束指向各個方向,正好有一束被我們發現。

  研究人員表示,這些耀變體是超大質量黑洞的種子,它們主宰著我們今天宇宙中許多大型星系的核心——包括銀河系中心相對安靜的超大質量黑洞人馬座A*。“觀察耀變體非常重要。每發現一個這種類型的光束源,我們知道肯定有100個相似的,但大多數光束都有不同的方向,因此過於微弱,無法被直接看到,”西爾維亞說道。

  該研究的結果發表在近期的《天文學和天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)上。所有這些信息,都幫助天體物理學家重建超大質量黑洞如何形成,以及何時形成的故事。(任天)

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