研究人员利用哈珀望远镜在早期宇宙中发现了比以前报告的更多的黑洞

在美国国家航空航天局哈勃太空望远镜的帮助下，斯德哥尔摩大学天文系科学家领导的一个国际研究小组在早期宇宙中发现了比以前报告的更多的黑洞。这项新成果有助于科学家了解超大质量黑洞是如何产生的。

这是哈勃超深场的新图像。通过对比哈勃宽视场相机 3 于 2009 年、2012 年和 2023 年拍摄的近红外曝光照片，天文学家发现了早期星系中心闪烁的超大质量黑洞的证据。插图中的一个明亮物体就是一个例子。一些超大质量黑洞并不会持续吞噬周围的物质，而是会突然爆发，从而使其亮度闪烁不定。资料来源：NASA、ESA、Matthew Hayes（斯德哥尔摩大学）、Steven V.W. Beckwith（加州大学伯克利分校）、Garth Illingworth（加州大学圣克鲁兹分校）、Richard Ellis（加州大学洛杉矶分校）、Joseph DePasquale（STScI）

这是哈勃超深场的最新图像。2004 年，哈勃对该领域进行了首次深度成像。几年后，哈勃再次对同一巡天视场进行了观测，并于 2023 年进行了重新成像。通过对比哈勃宽视场相机 3 在 2009 年、2012 年和 2023 年拍摄的近红外曝光照片，天文学家发现了早期星系中心闪烁的超大质量黑洞的证据。插图中的一个明亮物体就是一个例子。一些超大质量黑洞并不会持续吞噬周围的物质，而是会突然爆发，使其亮度闪烁。这可以通过比较不同时间拍摄的哈勃超深场帧来发现。调查发现的黑洞数量比预测的要多。 资料来源：NASA、ESA、Joseph DePasquale（STScI）

目前，科学家对宇宙大爆炸后不久第一批黑洞是如何形成的还没有完整的了解。众所周知，在宇宙大爆炸后不到 10 亿年的时间里，几个星系的中心就存在着超大质量黑洞，其重量可超过 10 亿个太阳。

斯德哥尔摩大学的博士生、发表在《天体物理学杂志通讯》上的这项研究的合著者爱丽丝-杨说："这些天体中的许多天体似乎比我们原先想象的在如此早期的时候要大得多--要么它们形成时非常大，要么它们生长得非常快。"

黑洞在所有星系的生命周期中都扮演着重要角色，但我们对星系如何演化的理解还存在着很大的不确定性。为了全面了解星系和黑洞演化之间的联系，研究人员利用哈勃望远镜调查了当宇宙的年龄仅为目前年龄的百分之几时，暗星系群中存在多少黑洞。

几年后，哈勃对勘测区域进行了初步观测，并重新拍摄了照片。这使得研究小组能够测量星系亮度的变化。这些变化是黑洞的明显标志。研究小组发现的黑洞比以前用其他方法发现的要多。

新的观测结果表明，一些黑洞很可能是在宇宙最初的十亿年中由大质量的原始恒星坍缩形成的。这类恒星只能存在于宇宙的极早期，因为后来产生的恒星受到了已经生死存亡的恒星残骸的污染。黑洞形成的其他途径包括气体云的坍缩、大质量星团中恒星的合并，以及宇宙大爆炸后最初几秒钟形成的"原始"黑洞（通过物理机制推测）。有了这些关于黑洞形成的新信息，我们就可以构建更精确的星系形成模型了。

"早期黑洞的形成机制是星系演化之谜的重要组成部分，"该研究的第一作者、斯德哥尔摩大学天文学系的马修-海斯（Matthew Hayes）说。"有了黑洞如何生长的模型，星系演化的计算现在就可以建立在更有物理动力的基础上，有了黑洞如何从坍缩的大质量恒星中产生的精确方案。"

天文学家还在利用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜进行观测，寻找大爆炸后不久形成的银河系黑洞，以了解它们的质量和位置。

编译自/scitechdaily