JWST 可能發(fā)現(xiàn)了原始黑洞的第一個(gè)直接證據(jù)

在宇宙開(kāi)始時(shí)發(fā)現(xiàn)的一小塊紅光可能代表超大質(zhì)量的第一個(gè)直接證據(jù)黑洞形成途徑。

在一篇令人眼花繚亂的新論文中，由英國(guó)劍橋大學(xué)的天體物理學(xué)家伊格納斯·尤奧茲巴利斯（Ignas Juod?balis）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)大型國(guó)際團(tuán)隊(duì)直接測(cè)量了JWST在再電離時(shí)代發(fā)現(xiàn)的一個(gè)神秘“小紅點(diǎn)”（LRD）的質(zhì)量，距大爆炸.

該團(tuán)隊(duì)的結(jié)果表明，名為 QSO1 的神秘光芒是一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于 5000 萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的黑洞。如果得到驗(yàn)證——這不是一個(gè)小的如果——這可能是原始的證據(jù)黑洞這是在大爆炸之后的最初時(shí)刻形成的。

相關(guān)：迄今為止確認(rèn)的最早的黑洞可以解釋神秘的紅點(diǎn)

“無(wú)論具體模型如何，如此遙遠(yuǎn)的宇宙時(shí)代的高質(zhì)量、極高的黑洞與恒星質(zhì)量比，以及近乎原始的環(huán)境，都表明 QSO1 是吸積最早階段捕獲的大質(zhì)量黑洞種子，”研究人員在上傳到 arXiv 的預(yù)印本中寫(xiě)道領(lǐng)先于同行審查.

我們一直期待 JWST，有史以來(lái)最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡，能夠揭示我們甚至不知道自己不知道的大爆炸后第一個(gè)十億年的神秘事情。

LRD就是這樣一種東西。顧名思義，它們是再電離時(shí)代極度紅移光的小針刺;來(lái)自第一批恒星和星系的光被認(rèn)為已經(jīng)清除了充滿早期宇宙的不透明霧氣的十億年過(guò)程，允許光線自由流動(dòng).

因?yàn)橛钪娴倪@一時(shí)期離我們太遠(yuǎn)了，而且霧氣彌漫，很難看到它的邊界?？茖W(xué)家們對(duì)第一批恒星、星系和黑洞是如何從原始黑暗中走出來(lái)的，有一些很好的解釋，但尋找觀測(cè)支持有點(diǎn)困難。

由于宇宙的持續(xù)膨脹，早期宇宙期間來(lái)自物體的光已經(jīng)向電磁頻譜的紅端拉伸，或紅移。JWST 旨在看到這些波長(zhǎng)的光，使其成為我們?cè)噲D了解一切是如何開(kāi)始的最佳工具。

望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè) LRD，科學(xué)家們不太確定它們是什么。它們可能是早期的黑洞，但黑洞通常伴隨著 X 射線光，奇怪的是，LRD 周?chē)奶炜諞](méi)有 X 射線。另一種思想流派提出它們可能是星團(tuán).

Juod?balis 和他的同事選擇 QSO1 作為更詳細(xì)研究這些斑點(diǎn)的候選者。這是因?yàn)?QSO1 構(gòu)成了一種奇怪的、隨機(jī)的宇宙學(xué)排列的一部分，稱為引力透鏡。時(shí)空正在圍繞大質(zhì)量星系團(tuán)在我們和 QSO1 之間，它放大了它后面的光，包括 QSO1 的光芒。這種強(qiáng)大的透鏡效應(yīng)意味著科學(xué)家可以比其他 LRD 更清楚地看到 QSO1。

通過(guò)仔細(xì)地梳理和分析透鏡光，他們能夠計(jì)算出物體的旋轉(zhuǎn)曲線——對(duì)于星系來(lái)說(shuō)，這一測(cè)量揭示了相關(guān)星系的質(zhì)量及其中心的黑洞。

研究人員表示，他們的結(jié)果與 LRD 的星團(tuán)解釋不相容。相反，QSO1 的旋轉(zhuǎn)曲線與圍繞質(zhì)量約為 5000 萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的星系旋轉(zhuǎn)完全一致——這種解釋也符合從物體光譜中的氫線獲得的黑洞質(zhì)量的估計(jì)。

但黑洞周?chē)男窍岛苄?，比黑洞質(zhì)量預(yù)期的要小得多，這使得黑洞成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最裸露的大質(zhì)量黑洞。這可能是星系在早期宇宙中如何聚集在一起的線索，表明黑洞首先出現(xiàn)，星系圍繞它們聚集。

“唯一可以解釋這種系統(tǒng)的情況是那些調(diào)用'重種子'的情況，例如直接坍縮黑洞（DCBH，由大質(zhì)量原始云直接坍縮引起）或原始黑洞（PBH，在大爆炸后的第一秒形成），”研究人員在他們的論文中寫(xiě)道.

這兩種情況都需要進(jìn)一步調(diào)查。一方面，DCBHs會(huì)伴隨著QSO1中看不到的紫外線。另一方面，PBH 遠(yuǎn)小于 5000 萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。然而，該天體可能是通過(guò)吸積和碰撞過(guò)程快速增長(zhǎng)的產(chǎn)物——這使得 QSO1 有可能成為原始黑洞存在的第一個(gè)直接證據(jù)。

這篇論文仍有待同行評(píng)審，這是一個(gè)非常非同尋常的主張，所以我們將拭目以待，看看這一調(diào)查路線如何發(fā)展。不過(guò)，無(wú)論結(jié)果如何，我們確信 LRD 都會(huì)告訴我們一些關(guān)于宇宙誕生的真正令人著迷的事情。

該團(tuán)隊(duì)的論文可以在arXiv.

寶寶起名 起名