CNN报道
(CNN)——美国国家航空航天局(NASA)两台强大的望远镜发现了迄今为止发现的最古老、最遥远的黑洞。
钱德拉x射线天文台和詹姆斯·韦伯太空望远镜通过高能x射线捕捉到的数据帮助天文学家发现了138亿年前大爆炸后4.7亿年早期宇宙中一个正在增长的黑洞的特征。
周一发表在《自然天文学》杂志上的一项研究描述了这一发现，它可能有助于天文学家拼凑出宇宙中第一批超大质量黑洞是如何形成的。
“我们需要韦伯找到这个非常遥远的星系，需要钱德拉找到它的超大质量黑洞，”该研究的主要作者阿科斯·波格丹在一份声明中说。“我们还利用了一个宇宙放大镜，增加了我们探测到的光的数量。”Bogdan是马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家。
他指的是一种被称为引力透镜的效应，当较近的物体——在这个例子中是一个星系团——像放大镜一样作用于远处的物体时，就会发生这种效应。重力本质上扭曲和放大了背景中遥远星系的光，使人们能够观察到其他不可见的天体特征。
天文学家在一个名为UHZ1的星系中发现了这个黑洞。乍一看，这个星系与一个名为Abell 2744的星系团的方向相同，该星系团距离地球约35亿光年。但韦伯望远镜收集的数据显示，UHZ1实际上要远得多，位于星系团之外，距离地球132亿光年。
一光年，相当于5.88万亿英里，是一束光在一年内传播的距离。考虑到地球和宇宙早期物体之间的距离，当像韦伯这样的望远镜观测到这种光时，它实际上就像在看过去。
研究小组利用钱德拉天文台探测到了UHZ1内部释放x射线的过热气体，这是一个超大质量黑洞不断扩大的迹象。
阿贝尔星系团使探测成为可能，它将UHZ1星系的光线和黑洞释放的x射线增强了四倍。
破解宇宙之谜
天文学家认为，这一发现将有助于他们更好地理解超大质量黑洞是如何在宇宙诞生后不久出现并达到巨大质量的。
研究人员想知道这些巨大的天体是在巨大的气体云坍塌时形成的，还是第一批大质量恒星爆炸的结果。
“黑洞形成后的生长速度是有物理限制的，但那些出生时质量更大的黑洞有一个良好的开端。新泽西州普林斯顿大学天体物理科学研究学者安迪·古尔丁(Andy Goulding)说:“这就像种一棵小树苗，比只种一颗种子需要更短的时间才能长成一棵大树。”
他是《自然天文学》那篇论文的合著者，也是《天体物理学杂志通讯》9月份发表的另一篇关于UHZ1星系的论文的主要作者。
研究小组在《自然天文学》的论文中报告了他们的研究结果，他们发现遥远的黑洞的质量与所在星系内所有恒星的总质量相似。研究人员说，根据它发出的x射线的亮度和能量来判断，它的质量介于1000万到1亿个太阳之间。
潜在黑洞理论
通常情况下，位于星系中心的黑洞只有其宿主星系内恒星质量的0.1%左右。
这个不寻常的黑洞可能是一个“超大黑洞”，是在一团巨大的气体云坍塌时形成的，正如这两项研究的合著者、康涅狄格州纽黑文耶鲁大学约瑟夫·s·弗鲁顿和索菲亚·s·弗鲁顿天文学教授和物理学教授普里亚姆瓦达·纳塔拉扬在2017年提出的理论。
“我们认为这是第一次发现‘超大黑洞’，也是迄今为止最好的证据，证明一些黑洞是由巨大的气体云形成的，”Natarajan说。“这是我们第一次看到一个短暂的阶段，在它落后之前，超大质量黑洞的重量与星系中的恒星相当。”
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