新发现有望揭示宇宙中隐藏的黑洞

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翻译：杨幸允

校对：牧夫校对组

编排：胡暖暖

后台：朱宸宇

https://science.anu.edu.au/news-events/news/new-discovery-promises-reveal-hidden-black-holes-across-universe#:~:text=Scientists%20have%20detected%20radio%20signals%20from%20hot%20gas,including%20researchers%20from%20The%20Australian%20National%20University%20(ANU)

根据一个包含了澳大利亚国立大学（ANU）研究人员在内的国际科学家团队的研究，他们探测到了来自129亿年前一个超大质量黑洞周围高温气体的射电信号。

这一成果是迄今为止对宇宙中如此早期的黑洞附近的高温分子气体的最直接的探测；它展示了快速成长的黑洞周围环境的细节。

这项研究表明，许多黑洞可能藏匿于尘埃之后。但研究中新的观测方法或许可以揭开它们的神秘面纱。

由北海学园大学（Hokkai-Gakuen University）的直木贤一（Ken-ichi Tadaki）教授带领的国际团队利用极高分辨率的观测数据研究了一个质量超过10亿倍太阳质量的超大质量黑洞周围的环境。

这项研究的合作者，来自澳大利亚国立大学的出井孝文（Takafumi Tsukui）博士说这个发现对于我们了解早期宇宙中的黑洞有着重要意义。

出井说到：“这些发现有助于我们理解黑洞是如何从早期宇宙中的小种子成长为超大质量黑洞的；并且能帮助我们了解观测被尘埃和气体遮蔽的黑洞的难点。”

“许多超大质量黑洞可能藏匿于早期宇宙尘埃密布的区域中，根本无法被观测到。”

超大质量黑洞在吞噬周围的物质时会产生强大的能量。这种强大的能量为宇宙中最亮的天体之一——类星体——提供了能量。

不过，虽然类星体的亮度很高，但对科学家来说，研究类星体最内部区域仍然充满挑战。

利用阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）望远镜的极高分辨率的观测数据，这个国际研究团队首次揭示了影响黑洞周围几百光年内气体的加热机制。

活动星系核周围的气体在不同波段下的强度。图片来源：直木等人（2025）https://doi.org/10.1038/s41550-025-02505-x

科学家们表示，这些观测结果有助于科研人员更好地了解黑洞附近的极端环境。

出井博士说：“我们发现，围绕黑洞旋转的物质所发射的强烈X射线辐射、强烈的星风和激波，会将气体加热到远高于正常星系环境中的能态，而正常星系环境中的主要能量来源是恒星发出的紫外线辐射。”

他说到：“因为阿塔卡马大型毫米波阵观测到的射电波不容易被尘埃吸收，我们的观测方法是发现隐藏的超大质量黑洞的得力工具。”

通过对其他天体的气体发射线进行类似的高分辨率观测，科研人员希望能更全面地了解早期超大质量黑洞，并获得关于它们的形成和演化的重要信息。

出井博士说：“我们研究中的重大进展来自于对较高能态下一氧化碳分子的射电辐射进行针对性观测。这独特地揭示了超大质量黑洞附近的高温气体的状态。”

论文原文：https://doi.org/10.1038/s41550-025-02505-x

责任编辑：郭皓存

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