它有助于我们解开一个谜。
艺术家描绘的迄今为止最遥远的超大质量黑洞。它实际上是一个类星体的一部分,所在的时代距离宇宙大爆炸只有6.9亿年。Robin Dienel / 卡内基科学研究所
一个存在于早期宇宙的超大质量黑洞最近被科学家发现,它所在的时代距离宇宙诞生只有6.9亿年,质量却已经达到太阳的8亿倍。相关论文发表在《自然》杂志上。
超大质量黑洞的成因,一直是个未能获得完满解释的谜,尤其是早期宇宙中的超大质量黑洞。
天文学家认为,早期宇宙中的超大质量黑洞一定是通过某种特有的方式,快速成长起来的,但具体方式却依然未知。而这个黑洞的发现,无疑将使我们更接近答案一些。
哈勃拍摄的一张深空图片。维基百科
新发现的这个黑洞端坐在一个星系的中央,贪婪地吞食着周围的物质。堆积环绕在它身边的物质,也正通过电磁辐射向外释放着极端强大的能量。这个星系的中心因此变得极为明亮,成为了所谓的“类星体”。
这个类星体所在的时期,是宇宙年龄还只有它今天年龄5%的时期,也是宇宙刚刚从黑暗中摆脱出来的时期。
宇宙开始于一锅由基本粒子组成的热汤。大爆炸后40万年时,这些粒子才逐渐冷却,结合成中性的氢原子。但此时的宇宙仍在一片黑暗之中,因为没有任何光源。直至引力把物质凝聚成恒星和星系。
远古星系释放出的能量,能够把中性氢原子中的电子踢飞。这就是所谓的“电离(电子和原子核分离)”。
电离发生后,光子才能自由飞行。这一时期就是所谓的“再电离”期(之所以要加上“再”,是相对于中性原子出现之前的状态而言)。这是一个是宇宙开始变得透明,从黑暗转向光明的时期。
天文学家发现,在新近发现的许多极度遥远的类星体周围,氢仍保持着中性。这意味着类星体不但是我们所能见到的最遥远的天体,也是到目前为止,我们在宇宙中所能见到的,从“再电离”期之前的“黑暗纪元”遗留下来的,仅有的研究样本。
一个类星体。右图是在遮挡了中央光源(中央黑色部分)之后的照片。维基百科
这些遥远的类星体和我们之间的距离,是根据它们的红移值测算出来的。
宇宙在膨胀,因此这些星系发出的光在到达我们眼中时,波长会在总体上朝着光谱的红色一侧偏移。这就是红移。红移值越大,星系离我们而去的速度就越快,相应地,离我们也越远,它们的样子也越接近宇宙的诞生期。
新发现的这个类星体红移值达到了7.54,它发出的光飞行了130亿年才到达地球。
据估计,在这个类星体附近的天空中,还应该存在20至100个类星体,它们的亮度,以及和地球的距离,都和这个类星体十分相似。
但是我们还没有看到。
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