JWST發(fā)現(xiàn)迄今為止最遙遠的黑洞合并

從130億光年的時空鴻溝中，我們剛剛瞥見了最遙遠的黑洞尚未發(fā)現(xiàn)合并。

用JWST公司，一個國際天文學家團隊發(fā)現(xiàn)了兩個超大質(zhì)量黑洞，以及它們伴隨的星系，在巨大的宇宙碰撞中聚集在一起，僅僅在7.4億年后生活大爆炸.

這一發(fā)現(xiàn)可能是一個線索，可以幫助我們拼湊出超大質(zhì)量黑洞的來源，以及它們?nèi)绾卧谟钪鏆v史的早期變得如此之大。

“我們的研究結(jié)果表明，合并是黑洞快速增長的重要途徑，即使在宇宙黎明時也是如此。天文學家漢娜·烏伯勒（Hannah übler）說英國劍橋大學。

“與韋伯在遙遠宇宙中發(fā)現(xiàn)的其他活躍大質(zhì)量黑洞一起，我們的結(jié)果還表明，大質(zhì)量黑洞從一開始就塑造了星系的演化。

黑洞充滿了謎團，其中最引人入勝的是大洞的起源。較小的恒星，質(zhì)量約為太陽的65倍，可以用超新星和大質(zhì)量恒星的核心坍縮來解釋;稍大的可以用以下方式解釋碰撞和合并這些坍縮的恒星核心。

超大質(zhì)量黑洞，質(zhì)量是太陽的數(shù)百萬到數(shù)十億倍，理論上也可以以這種方式生長，通過越來越大的黑洞之間的一系列分層碰撞，但這個過程應(yīng)該需要相當長的時間。

一個問題是，我們在宇宙之初就看到了非常大的黑洞，它們來不及通過這條緩慢的路線成長還為時過早。

一個可能的解決方案是，形成黑洞的初始“種子”是一開始就很大.但即使情況如此（看起來越來越有可能），碰撞和合并也可能在將這些黑洞擴大到更大的尺寸方面發(fā)揮了作用。

JWST的任務(wù)之一是幫助我們弄清楚宇宙是如何在大爆炸之后形成的，利用其強大的紅外能力以最高的分辨率窺視宇宙黎明（宇宙誕生后的第一個十億年）。天文學家和宇宙學家一直在尋找的一件事是超大質(zhì)量黑洞.

在一次調(diào)查中，它在碰撞過程中發(fā)現(xiàn)了一對星系，這個系統(tǒng)現(xiàn)在被稱為ZS7。每個星系的中心都有一個超大質(zhì)量黑洞。兩個黑洞都在積極增長，這一過程導致它們周圍翻騰的塵埃和氣體發(fā)出光芒。

“我們發(fā)現(xiàn)了在黑洞附近快速運動的非常致密的氣體的證據(jù)，以及由黑洞在其吸積事件中通常產(chǎn)生的高能輻射照亮的熱和高度電離氣體。übler 說.

“由于其前所未有的成像能力，韋伯還使我們的團隊能夠在空間上分離兩個黑洞。

研究人員能夠確定其中一個黑洞的質(zhì)量約為5000萬太陽質(zhì)量。另一個不太適合測量，因為它周圍的氣體和塵埃密度非常大，但可能具有相似的質(zhì)量。

我們在宇宙后期看到了其他這樣的合并系統(tǒng);事實上，合并被認為是星系發(fā)展的一個相當重要的一部分。但是，對這樣一個早期的探測表明，首先涉及合并和更大黑洞種子的模型確實非常合理。

如此巨大的合并被認為會產(chǎn)生持續(xù)的嗡嗡聲引力波在整個宇宙中產(chǎn)生共鳴。

這種嗡嗡聲的波長太大，無法用電流檢測到引力波儀器（雖然我們可能已經(jīng)使用脈沖星檢測到了它），但通過識別不同宇宙學時代正在進行的合并，科學家可以更好地估計它們發(fā)生的速度，以及它們對宇宙嗡嗡聲的貢獻。

“我們的觀測結(jié)果為一個巨大的黑洞提供了明確而有力的證據(jù)，它參與了與另一個星系的合并，可能擁有另一個吸積的黑洞，z = 7.15，距離大爆炸僅7.4億年。研究人員寫道.

“總的來說，我們的研究結(jié)果似乎支持了早期宇宙中即將發(fā)生大規(guī)模黑洞合并的情景，強調(diào)這是黑洞早期增長的另一個重要渠道。結(jié)合文獻中的其他最新發(fā)現(xiàn)，這表明在遙遠的宇宙中合并大質(zhì)量黑洞是很常見的。

該研究已發(fā)表在英國皇家天文學會月刊.

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