质量为太阳10亿倍的罕见黑洞可能颠覆我们对星系形成的理解 _太阳

这是一个类星体的示意图，新黑洞是它的早期形式，向宇宙中喷射出一股炽热的放射性风。(Image credit: ESO/M. Kornmesser)
据美国太空网（By Ben Turner）：一个罕见的超大质量黑洞被发现隐藏在宇宙的黎明，这可能表明在早期宇宙中有比科学家想象的更多成千上万的贪婪怪物——天文学家不确定为什么。
原始黑洞的质量大约是我们太阳的10亿倍，在COS-87259星系的中心被发现。这个古老的星系在宇宙大爆炸后仅7.5亿年形成，被智利的一个射电天文台阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)发现，位于一片不到满月大小的小天空中。
在湍流星尘的遮掩下，快速增长的黑洞被视为消耗其轨道物质吸积盘的一部分，同时以接近光速的速度喷射出剩余物。这个巨大的黑洞似乎处于一个罕见的成长中间阶段，介于一个布满灰尘的恒星形成的星系和一个巨大的明亮发光的黑洞(称为类星体)之间。
研究人员认为，这个宇宙巨兽可能只是潜伏在早期宇宙云层下的数千个莫名其妙的大黑洞之一。他们在2月24日的皇家天文学会月刊上发表了他们的发现。
“坦率地说，解释大约15个非常早期发光类星体的存在[来自与COS-87259相同的时期]对河外天文学来说是一个巨大的挑战，因为自大爆炸以来，如此巨大的黑洞在如此短的时间内成长，”首席研究作者瑞安·恩德斯利，德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家告诉《生活科学》。“如果非常早期的十亿太阳质量的黑洞比我们最初认为的要常见数千倍(正如我们的发现所暗示的那样，除非你认为我们非常幸运)，这只会进一步加剧问题。”
一个超大的谜
黑洞诞生于巨星的坍缩，并通过不停地吞噬包含它们的恒星形成星系中的气体、尘埃、恒星和其他黑洞而成长。如果它们变得足够大，摩擦会导致螺旋进入黑洞大口的物质变热，它们会转化为类星体——释放出比最亮的恒星亮一万亿倍的气体茧。
因为光在真空空间中以固定的速度传播，科学家对宇宙看得越深，他们拦截的远程光就越多，他们看到的时间就越久远。过去对“宇宙黎明”——包含宇宙第一个十亿年的时代——的模拟表明，翻滚的冷气体云可能已经合并成巨大的恒星，这些恒星注定会迅速坍缩，产生黑洞。随着宇宙的增长，这些第一批黑洞可能会迅速与其他黑洞合并，在整个宇宙中孕育出更大的超大质量黑洞。
但是这些混乱的条件如何导致如此多的超大质量黑洞的产生是一个谜；当宇宙只达到其当前年龄的5%时，这些野兽可能已经数以千计，这种可能性加深了这一点。一篇评论论文指出，大而明亮的类星体是最容易发现的黑洞，因此它们很可能只是隐藏在年轻宇宙中的怪物的“冰山一角” 。
这个难题的答案可能指向我们对早期宇宙中星系形成的理解中的一个漏洞。2月22日。另一组天文学家分析了来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据，发现了一组六个巨大的星系——年龄在大爆炸后的5亿至7亿年之间——它们如此巨大，以至于与99%的宇宙学模型相矛盾。
一个可能的解释可能在于密集的“星爆”云的数量和疯狂的活动，这是最早的黑洞产生的地方。例如，在2022年4月，在一个与COS-87259同龄的恒星暴增星系中发现了另一个快速增长、转变的黑洞，这表明该星系提供新鲜出炉的恒星的速度比今天的银河系快1600倍。COS-87259的烹饪速度略慢，是目前银河系的1000倍，但其黑洞的质量和亮度是GNz7q的20倍。
“在过去的一年里，COS-87259和GNz7q的发现都非常令人惊讶，这促使我们问，从理解早期超大质量黑洞增长的角度来看，我们如何才能理解这一点，”Endsley说。
研究最初发表于LiveScience 。