NASA望远镜发现巨型黑洞快速形成的线索

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2016-06-24 12:45:52 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:2867次 ]

原文标题:NASA Telescopes Find Clues for How Giant Black Holes Formed So Quickly

原文作者:Fabio Pacucci,Andrea Ferrara,Andrea Grazian;Megan Watzke,Mathias Jäger

来自:哈勃官网; 发表时间:2016.5.24

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2016.5.24:借助美国宇航局(NASA)的三大望远镜(哈勃太空望远镜、钱德拉X线空间望远镜、斯皮策红外空间望远镜)的携手努力,科学家发现了早期宇宙中气体云直接相撞产生超级黑洞的最佳证据。假如获得确认,该结果将引导我们洞悉数十亿年前黑洞如何形成和成长。题图就是超级黑洞“种子”形成的一种可能的示意图。右边的插图,分别由钱德拉(右上)和哈勃拍摄,显示2个黑洞候选种子,其性质与研究者通过复杂模型产生的气体相撞机制的预期结果一致。

超级黑洞诞生示意图。大图:1.3MB,版权:NASA、ESA;CXO,下同。

巨型气体云合并产生超级黑洞示意图,右边两个插图,详见上文说明。

以下信息来自哈勃欧洲信息中心,链接:http://www.spacetelescope.org/news/heic1610/

天体物理学家在理解超大质量黑洞如何形成方面迈出重要的一步。借助哈勃和另外两个主要的空间望远镜,意大利研究者发现了迄今为止由黑洞种子最终成长为宇宙巨兽的最好证据。

多年以来,天文学家一直在争议相对来说,早期宇宙中如何极快地长大。现在,意大利团队在早期宇宙中鉴别出2个疑似原始的超级黑洞。这两个是迄今最有希望成真的黑洞种子候选者(注1)。

团队使用计算机模型和新的方法,分析来自三大空间望远镜的数据:美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃(Hubble)太空望远镜、NASA的斯皮策(Spitzer)红外空间望远镜、NASA钱德拉(Chandra)X线望远镜。他们新发现、并鉴别的2个黑洞种子候选者,看起来离宇宙大爆炸少于10亿年,而初始质量约10万个太阳质量。

研究报告首席作者、意大利比萨(Pisa)高等师范学院的Fabio Pacucci解说:“我们的发现如果被证实,就能解释这些怪兽级黑洞如何诞生。”

新的结果可以帮助说明为何宇宙大爆炸后还不到10亿年,我们就能看到超级黑洞。

关于早期宇宙中超级黑洞的起源,主要有两个版本。一种假说认为,超级黑洞起源于10~100倍大质量恒星快速演化坍缩产生的恒星级黑洞,然后这个黑洞种子通过合并其他小质量黑洞、吞食其周围的气体而长大。然而,要在不足10亿岁的年轻宇宙中就抵达超大质量黑洞境界,它的成长速度必须异乎寻常!

PDF插图,两个候选种子的光学辨认,以及后续的的光谱测定。

新发现支持另一个剧本:某些大质量的黑洞种子——质量达到100万个太阳量级的,可以通过大质量星云直接碰撞而形成(注2)。在这种情形下,黑洞的成长就跳过了开始的原始积累阶段而快速进行。

研究报告合作者、同属于比萨高等师范学院(Scuola Normale Superiore)的Andrea Ferrara继续解释:“关于超级黑洞的成长之路,一直充满争议。我们的工作意味着,大家应该把焦点放在超大质量黑洞开始就很大,接着正常成长;而不是开始时很小,然后却疯狂长大!”

报告另一合作者、意大利国立天体物理研究院的Andrea Grazian总结发言:“超级黑洞的种子极难发现,而鉴别确认它们更难。不过我们认为,我们的研究已经发现了2个迄今最佳候选对象。”

即使两个黑洞种子都符合理论预期,对它们进一步观测也是必要的,因为我们需要确认其真实性质。要完全分出两个主要假说的胜负,发现更多的候选对象是必须的。

团队计划在X线和红外波段实施后续观测,以确定两个候选者师范具有更多期望的黑洞属性。将来的观测设备,比如ESO的欧洲极大望远镜(E-ELT),或NASA、ESA、CSA(加拿大宇航局)合作的詹姆斯·韦伯红外空间望远镜(JWST)等,必将在该领域获得突破性进展,发现更多更小的遥远黑洞。

附 注:

1、超大质量黑洞的体量在100万个太阳以上,甚至超过10亿个太阳质量。在当代宇宙中,几乎所有大型星系的中心,都可发现超级黑洞。比如我们银河系中心的超级黑洞,约为400万个太阳质量(相比而言,属于轻量级,译注)。两个黑洞种子候选者,理应拥有与现代超级黑洞相同的属性。

2、超级黑洞种子直接通过大质量星云碰撞产生,跳过了好多中间过程,比如大质量恒星的形成、演化以及最终的坍缩(为黑洞)。

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.