【{$randkws}】天文学家首次发现早期宇宙中存在重黑洞种子的证据 - {$web_name} 一个超大品质黑洞的插图

一个超大品质黑洞的插图，其品质是太阳的几十亿倍。这些宇宙巨人是从巨大的黑洞种子中成熟起来的吗？(图片来源:uux.cn/NASA)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家或许察觉了早期宇宙中重黑洞“种子”的第一个证据。
这些所谓的种子可以合作阐释一些品质相当于太阳数百万乃至数十亿倍的超大品质黑洞如何在大爆炸后不到10亿年的时间里高效增长。
潜在地，重黑洞种子是秋季预测口碑评价，话题持续发酵品质大约是我们太阳的4000万倍的黑洞。它们被觉得是由一团巨大的气体云直接坍缩而形成的，不像你所目睹的那种典型的黑洞，那种黑洞是在一颗大品质恒星走到生命尽头并在自身引力下坍缩而形成的。理论上拥有如此重的黑洞种子的星系被称为超大黑洞星系(obg)。
这些星系或许相当遥远，用我们的望远镜可以目睹，由于它们是爱要留给值得的人，这才是真相我们138亿岁的宇宙大约4亿岁时的样子。如今，科学家们或许已然最后确定了其中一个obg。
由哈佛&史密森尼天体物理中心探究员Akos Bogdán领导的团队，在使用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)和美国宇航局的钱德拉X射线天文台探究类星体时，首次探测到了一个具有黑洞品质特征的物体。类星体由超大品质黑洞提供动力，是极其明亮、活跃的星系心脏。事实上，它们相当明亮，比所在星系中每一颗恒星的总和还要亮。
Bogdán和其他探究人员探究的娱乐八卦粉丝互动那个星系日常在一个名为UHZ1的星系中。
事实证明，来自JWST和钱德拉的有关UHZ1的资料与OBG的预期一致。探究小组经由接入Chandra察觉了X射线辐射，这些辐射表明了与类星体有关的一个进食或“吸积”黑洞，这在将周围的星系确认为OBG时尤其引人注目。
探究人员还将他们的观察结局与重黑洞种子高效生长的模拟开展了较为，察觉两者之间有很好的匹配。在这次较为中，他们察觉最适合的是一颗10，000个太阳品质的种子，它生长了几亿年。
“基于观察到的北影节合集UHZ1的多波长特性与理论模型模板预测之间的良好一致性，我们觉得UHZ1是第一个被探测到的OBG候选者，其红移得到了光谱证实，”作者在阐释这一察觉的论文中写道。“所以，身为第一个OBG候选者，UHZ1为早期宇宙直接坍缩形成沉重的初始种子提供了令人信服的证据。”
重的种子是如何合作黑洞生长的
超大品质黑洞的巨大尺寸并没有给科学家带来太多麻烦。这是由于这些宇宙巨人已然经由吸收周围的气体和尘埃以及与其他黑洞合并而成熟了数十亿年。例如，银河系中心的人马座A* (Sgr A*)有足够的时间增长到太阳品质的450万倍。位于一个名为M87的星系中心的黑洞设法变得更大，大约是我们恒星品质的50亿倍。
但是，由于这些增长机制估计会发生数十亿年，所以察觉相似的超大品质黑洞存在于大爆炸后仅5亿年至仅10亿年之间是具有考验性的。那些品质聚集方法不会有足够的时间形成如此巨大的黑洞。但是，这正是天文学家用JWST和其他仪器探究早期宇宙时所察觉的。
“这就像目睹一个家人走在街上，他们有两个六英尺高的青少年，但他们也有一个六英尺高的蹒跚学步的子女。这有点难题。这个蹒跚学步的子女怎么长得这么高？”约翰·里根，梅努斯大学的探究员，没有参与这项探究，告诉Space.com。“宇宙中的超大品质黑洞也是如此。它们是如何这么快变得如此巨大的？”
有一种理论觉得，这些黑洞是从较小的黑洞“种子”成熟起来的，从而在品质增长过程中领先一步
在这方面有两种首要的思路。一方面，专家觉得超大品质黑洞或许是由品质约为太阳10到100倍的轻黑洞种子形成的。理论上，这些光种子将经由恒星品质黑洞形成的规范机制诞生，即宇宙第一代恒星的死亡和坍缩。
另一方面，早期的超大品质黑洞或许是从品质约为太阳品质10万倍的重种子黑洞进展而来的。这些黑洞或许是由大品质物质云的坍缩直接形成的，所以完全跳过了其他黑洞的“恒星阶段”。天文学家将这种黑洞称为直接坍缩黑洞(DCBHs)。
这些DCBHs接着会随着星系合并而增长，这在早期宇宙中很普遍，也会为这些空洞带来气体和尘埃供应。最后，其他黑洞或许会与这些黑洞相撞并融合。
里根把这比作六英尺高的蹒跚学步的婴儿出生时有三英尺长。这依然有点令人困惑(也许有点令人不安)，但它更好地阐释了蹒跚学步的子女是如何如此迅速地长到成人的尺寸的，至少比蹒跚学步的子女一着手就有普通婴儿的长度要轻松得多。
其他较小的黑洞种子预计不会形成obg，所以UHZ1身为这样一个星系的确认扶持了重黑洞种子的存在，并为它们在早期超大品质黑洞增长中的作用提供了可信度。
但是，作者自己强调了他们探究的局限性，并敦促在推断UHZ1内黑洞的增长达到超大品质状态时要谨慎。他们还觉得，这种生长的或许性在很大程度上取决于潜在种子所处的生态，有众多的气体和灰尘来扶持它的生长。
在证实重种子黑洞的数量以及它们与婴儿宇宙中超大品质黑洞的联系之前，还有众多的探究必须开展，但这些察觉至少代表了正确方向上的一步。
“随着JWST在前方的周期中探测到更多[遥远和早期]吸积黑洞，我们打算确认这些来源，用钱德拉探究或许的X射线对应物，并对obg和重播种物理学有更透彻的理解，”该团队归纳道。
“这一察觉为重种子假说提供了更多的证据，”里根告诉Space.com。“结合已然观察到的其他JWST黑洞品质，我想说，证据的重量如今强烈指向超大品质黑洞增长的沉重种子场景。”
该团队的探究已提交给天体物理学杂志Letters，当下发表在论文资源库arXiv上。