去年8月,美国科尔比学院天体物理学家Dale Kocevski在预印本服务器arXiv上公布了一篇论文,其中包含了一些关于詹姆斯 韦布空间望远镜(JWST)在一次宇宙观测中发现的尊龙凯时人生就是搏黑洞的初步数据。这篇文章现在已经正式发表了,但它并没有预测到JWST会给神秘的天体带来革命性的见解。
在那篇论文公布几周后,发现黑洞的大门开启了。随后的几个月,一系列论文公布于预印本服务器,宣布在遥远的宇宙中存在着比天文学家想象中更多的黑洞。
就在今年8月2日,一篇论文又报道了十几个新发现的黑洞。JWST凭借前所未有的能力发现了大量的此类天体——从许多昏暗、遥远的黑洞到少数明亮、更遥远的黑洞。
JWST的黑洞研究仍处于早期阶段,天文学家表示,还有很多问题有待解决。但已经很清楚的是,它的发现可以帮助科学家回答许多长期以来关于黑洞的疑问,比如它们是如何在宇宙历史的早期形成,并迅速成长为宇宙真空,吸收周围的一切。
黑洞有好几种大小,但JWST探测到的是质量是太阳数百万到数十亿倍的巨大黑洞。天文学家不确定这些黑洞是如何形成的,但它可能涉及到大质量恒星或气体云的坍塌,以及吸引其附近的气体和尘埃。在这种情况下,这些黑洞的“种子”会迅速生长,直到它们变成潜伏在大多数星系中心的引力“无底洞”。
黑洞本身是不可见的ーー它们巨大的引力意味着即使是光也无法从其中逃脱。但寻找围绕黑洞旋转的过热气体就能发现黑洞,这些气体就像水从排水管中流出一样。在JWST之前,天文学家利用一系列空间和地面望远镜研究黑洞。但是它们只能发现最亮的黑洞,包括那些相对靠近地球的黑洞。JWST则被设计用于观测来自遥远宇宙的光,以及更遥远的黑洞,包括那些天文学家认为太暗而无法探测到的黑洞。
宇宙中的距离可以用、被称为红移的量来测量——物体的红移越高,它就越遥远,在宇宙历史上出现的时间也就越早。JWST新发现的许多黑洞的红移在4到6之间,这相当于宇宙大约10亿到15亿年的时间。
瑞士联邦理工学院天体物理学家Jorryt Matthee说,在JWST的图像中,这些微弱的黑洞看起来像小而不起眼的斑点,但“它们与周围的星系明显不同”。
到目前为止,JWST在这些红移处发现的微弱黑洞数量大约是之前已知黑洞数量的10倍。
JWST 还发现了几个有史以来最遥远的黑洞。记录保持者位于一个已经被充分研究的星系GN-z11的中心,该星系的红移为10.6。这表明,早在宇宙大爆炸4亿年后,黑洞的种子就已经形成,并能够创造出超大质量的天体。英国剑桥大学天体物理学家Hannah übler说,即将进行的观测将要探索GN-z11周围过热气体流动的细节,这可能会揭示黑洞如何影响其周围的空间。
JWST还在CEERS 1019星系中发现了一个红移为8.7的疑似黑洞。在宇宙形成的最初5.7亿年里,该黑洞以某种方式积累了太阳质量的900万倍。
相关论文信息:https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.01230