天文学家发现两个黑洞正在合并 迄今最遥远

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來源:大紀元



天文学家发现两个星系与其超大质量黑洞正在进行合并。这整个系统称为ZS7。(NASA/ESA/CSA)

【大纪元2024年05月22日讯】（大纪元记者陈俊村报导）藉由美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope），天文学家发现了两个星系与其内部的超大质量黑洞正在进行合并的证据。这起合并事件发生在宇宙初期，这是迄今已知在合并的最遥远黑洞。

韦伯太空望远镜网站在5月16日发布的新闻稿中指出，天文学家已经在近域宇宙中的大多数巨大星系内发现超大质量黑洞，其质量为太阳的几百万至几十亿倍，其中包括我们的银河系。

这些黑洞可能对它们所在的星系产生重大影响。但天文学家并不十分了解这些黑洞如何变得如此巨大。

天文学家发现，在宇宙大爆炸后的10亿年内就有巨大的黑洞存在，这意味着黑洞的成长一定非常快，也非常早。现在，韦伯太空望远镜的发现能阐明宇宙初期巨大黑洞的成长。

韦伯太空望远镜的新观测结果提供了两个星系与其超大质量黑洞正在进行合并的证据。这起合并事件发生在宇宙的年龄只有7.4亿年时。这整个系统称为ZS7。

会活跃地吸积物质的超大质量黑洞具有特殊的光谱特征，可供天文学家辨识。但对非常遥远的黑洞而言，例如本次研究所发现的黑洞，这些特征无法用地面望远镜观测，只能借助于性能优异的韦伯太空望远镜。

本次研究的报告撰写人、英国剑桥大学（University of Cambridge）研究人员乌伯勒（Hannah Übler）说：“我们在黑洞附近发现了快速运动的高密集气体，以及被黑洞在吸积过程中产生的高能辐射照亮的高温和高电离气体。”

乌伯勒提到，韦伯太空望远镜的高解析力让他们能分辨出两个黑洞。

参与这项研究的剑桥大学暨伦敦大学学院（University College London）研究人员梅约利诺（Roberto Maiolino）说，他们发现其中一个黑洞的质量是太阳的5,000万倍，另一个黑洞的质量可能也差不多，但它埋藏在密集的气体中，比较难以量测。

乌伯勒说：“我们的发现显示，合并是个重要的途径，黑洞可以借此迅速成长，即便在宇宙初期也是如此。”

她说，他们的研究成果与韦伯太空望远镜先前在遥远宇宙发现的其它活跃和巨大黑洞也能证明，这些庞大的黑洞从一开始就在塑造星系的演化。

来自西班牙天体生物学中心（Centro de Astrobiología）的另一名研究人员佩雷斯-冈萨雷斯（Pablo G. Pérez-González）补充说，ZS7的恒星质量（stellar mass）与银河系附近的大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud）类似。

他说：“我们试着想像，如果正在合并的每一个星系中都有比银河系内的超大质量黑洞还巨大的黑洞，这些星系会如何受到影响。”

该研究团队还说，一旦这两个星系合并，它们也会产生重力波（gravitational wave）。此类事件可经由下一代的重力波天文台进行观测，例如欧洲太空总署（European Space Agency）最近刚核准的重力波探测计划——雷射干涉太空天线 （Laser Interferometer Space Antenna）。它将成为人类第一座设立在太空中、专门用来研究重力波的天文台。

上述研究成果于5月16日发表在《王家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。