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哈勃研究新突破:早期宇宙黑洞,数量远超想象?

   时间:2024-10-11 10:52:34 来源:ITBEAR作者:钟景轩编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

超大质量黑洞,作为宇宙中最神秘且令人敬畏的天体,其质量可达太阳的十亿倍,且存在时间跨越亿万年。它们在物理学和天文学研究中均占据核心地位。

早期宇宙中,天文学家已探测到位于星系中心的类星体,被认为是快速成长中的超大质量黑洞。近期,《天体物理学杂志通讯》发表的一项新研究,利用哈勃太空望远镜的观测数据,揭示了早期宇宙中低亮度黑洞的数量远超先前预估。这一发现不仅深化了我们对黑洞形成机制的理解,也解释了为何许多黑洞的质量超乎预期。

黑洞的成长主要依赖于吞噬周围物质的过程,即“吸积”。但这一过程伴随着大量辐射的释放,为黑洞的成长速度设定了基本限制。因此,科学家在解释这些早期巨大类星体的形成时面临挑战:若没有足够的宇宙时间供其“进食”,则它们要么以惊人的速度成长,要么在诞生之初就异常庞大。

关于黑洞的形成,目前存在多种假设。其中之一是原始黑洞,可能在大爆炸后不久形成。然而,根据宇宙学的标准模型,高质量黑洞不太可能以显著数量形成。

另一种可能性是,黑洞可能源自被称为“重种子”的天体,其质量约为已知大质量恒星的千倍。这一形成机制被称为“直接坍缩”,但问题在于,只有少数暗物质晕足够大,才能形成这样的重种子。

多年研究使我们对宇宙最初十亿年内星系的数量有了较为清晰的了解,但要在这些环境中找到黑洞却极具挑战性,因为大多数黑洞是暗的,只能通过类星体的光辉间接证明它们的存在。

通过监测一些最早星系的亮度变化,我们能够制作出一份新的普查,以了解那里究竟有多少黑洞。令人惊讶的是,居住在普通早期星系中的黑洞数量竟是我们最初认为的几倍。总体来看,我们发现的黑洞数量已经超过了能够通过直接坍缩形成的数量。

还有一种更为独特的黑洞形成方式,能够产生既大质量又丰富的种子。如果恒星在形成过程中能够捕获大量的暗物质粒子,那么其内部结构可能会被彻底改变,并阻止核聚变的启动,最终坍缩形成大质量黑洞。

通过这些研究,黑洞的奥秘将逐渐揭开,而我们对宇宙的认识也将不断深化。在这个过程中,科学家们不仅在追寻着未知的答案,也在探索着人类自身在宇宙中的位置与意义。

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