期刊導航
這可能是第一次目擊到的超大質量黑洞的誕生
超大質量黑洞代表了宇宙中最令人頭疼的問題之一。這些重達數百萬到數百億太陽的龐然大物潛伏在幾乎每個星系的中心——引力中心，恒星、行星和閃閃發光的氣體云圍繞著它旋轉，形成錯綜復雜的舞蹈。
我們不知道的是，這些巨人是如何誕生的。它們是否生長緩慢，是從一顆恒星核心大小的種子中逐漸積累質量？或者它們是直接由太空中巨大的物質云坍塌形成的，密度如此之大，以至于它們無法對抗自身引力的向內拉力？
一個新的發現可能會——至少部分地——給我們一個答案。
一對光已經傳播了 83 億年的星系包含天文學家認為的超大質量黑洞在形成過程中。如果是這樣的話，這是我們第一次看到這個過程的實際應用，這是超大質量黑洞形成拼圖中至關重要且前所未有的一塊。
“我們認為我們正在見證一個超大質量黑洞的誕生——這是以前從未見過的。”天文學家彼得·范·多庫姆 （Pieter van Dokkum） 說美國耶魯大學。
這把“冒煙的槍”是在一對星系碰撞過程中發現的，其方向使其結構類似于 8 字形或無限符號。研究人員將該物體命名為無限星系，這確實是在 JWST 中尋找奇異星系時發現的奇異星系宇宙網絡宇宙調查。
星系的兩個瓣各有自己明亮發光的核，其中潛伏著一個超大質量黑洞。然而，在兩個裂片重疊和相交的地方，可以看到第三個明亮發光的斑點。
研究人員仔細研究了這個多個波長的斑點，并驚訝地發現了第三個超大質量黑洞的特征，它撞擊在無限星系的兩個瓣之間。
“我們問自己：我們如何理解這一點？”范·多庫姆 說.
對異常黑洞周圍物質的仔細、仔細分析表明，它是新形成的，位于一個由熱、沖擊氣體組成的擴展區域中。這提出了一種基于直接坍縮模型的黑洞形成新機制。
“在這種情況下，兩個盤狀星系碰撞，形成了我們看到的恒星環結構。在碰撞過程中，這兩個星系內的氣體會受到沖擊和壓縮。這種壓縮可能足以形成一個致密的結，然后坍縮成一個黑洞。van Dokkum 解釋道.
“雖然這種碰撞很少見，但類似的極端氣體密度被認為在星系開始形成的早期宇宙時代非常普遍。”
長期以來，星系碰撞一直被認為是超大質量黑洞生長的一種機制。當兩個物體合并時，它們的中心黑洞被無情地引力吸引在一起，最終碰撞合并形成更大的黑洞.
這種星系碰撞也被認為是早期宇宙中星系如何生長的關鍵部分。銀河系被認為經歷了多次此類合并.
這個假設是合理的，但它并沒有回答這些星系中心質量較小但仍然超大質量的黑洞是如何形成的問題。越來越多的證據支持直接折疊模型，但我們還沒有看到這個過程的實際應用。
無限星系在宇宙 138 億年的歷史中稍早過半，但早期的宇宙充滿了密集的氫氣云，這些氫氣云可能會相互撞擊，以非常相似的方式產生大量物質的沖擊結。因此，這一發現是宇宙誕生之初直接坍縮模型的一個令人信服的論據。
“這幾乎是我們可能得到的確鑿的槍，”范·多庫姆 說.
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