促进宇宙早期超级黑洞成长 邻近星系放射线

文章作者:bianji3 | 2017-03-20
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邻近星系放射线将促进宇宙早期超级黑洞成长

 

如图所示,这是艺术家描绘的邻近星系释放强烈放射线将促进宇宙早期超大质量黑洞快速生长。

据美国太空新闻网站报道,最新一项研究表明,邻近星系喷射的明亮放射线很可能是导致早期宇宙超大质量黑洞快速成长。

远古黑洞的质量是太阳的数百万至数十亿倍,其历史可追溯至宇宙形成不足10亿年的时期,通常科学家认为超大质量黑洞形成需要数十亿年时间、它们的早期存在令科学家迷惑不解。

通常超大质量黑洞位于银河系等多数大型星系中心,一支国际科学家小组使用计算机模拟发现,当邻近星系明亮放射性加热超大质量黑洞所在的主星系,将促进超大质量黑洞的快速生长,这一过程阻止恒星的形成。

研究报告合著作者、美国乔治亚理工学院物理学家约翰-怀斯(John Wise)称,大多数情况下,分子氢将冷却早期宇宙喧嚣的氦、氢等离子,促进恒星和星系形成,然而当一个热量来源出现,例如:邻近星系放射线,会摧毁多数分子氢,星系中的气体无法有效冷却,最终不会形成新的恒星。这些灰尘、残留气体和未诞生的恒星物质最终崩溃形成一个超大质量黑洞。

虽然超大质量黑洞形成于大型恒星死亡——这一事件也叫做超新星爆炸,被认为会持续数十亿年时间。目前,这项最新研究有助于解释早期宇宙有多少个超大质量黑洞快速形成。

研究报告另一位合著作者、美国哥伦比亚大学天文学教授佐尔坦-海曼(Zoltan Haiman)说:“星系崩溃和形成数百万倍太阳质量的黑洞需要10万年时间,这在宇宙时间等级是非常短暂的,模拟实验表明数亿年之后,它们将形成10亿倍太阳质量的超大质量黑洞,其增长速度远超出科学家的预期。”

最初科学家认为,这种情况下的邻近星系质量至少是太阳的1亿倍以上,并释放大量放射性阻止恒星形成。然而最新模拟实验表明,邻近星系质量比预期的更小,事实上邻近星系的“宜居地带”不会过冷或者过热。如果邻近星系过于接近,之后放射线将开始“蒸发”气体云,使其崩溃形成一个超大质量黑洞,另外,如果邻近星系离的很遥远,放射线将不强,无法摧毁大量氢分子,同时,灰尘气体将冷却并形成恒星,而不是形成一个超大质量黑洞。

研究人员使用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜,能够深入研究此类超大质量黑洞的崩溃,以及哪种类型星系形成在超大质量黑洞“种子”周围。研究报告负责人、爱尔兰都柏林城市大学博士后研究生约翰-里根(John Regan)说:“理解超大质量黑洞形成过程将有助于我们揭晓银河系等大型星系是如何形成和进化,以及揭晓我们生命的宇宙空间状况。”目前,这项最新研究报告发表在近期出版的《自然天文学》杂志上。

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