一个国际天文学家小组使用位于智利的欧洲天文观测组织超大型望远镜(VLT)观测大爆炸后15亿年出现的星系。令人惊讶的是,他们发现了大量冷氢,可以为超大质量黑洞提供足够的“食物来源”这些结果可以解释为什么SMBHs在早期宇宙中增长如此之快。
超大质量黑洞
天文学家几十年来一直在研究小质量黑洞,这些黑洞存在于大多数星系的核心,并通过它们的活动星系核(AGN)来识别这些中心核,也称为类星体,比银河系中其他恒星的总和能发出更多的能量和光。到目前为止,观察到的最远的是ULAS J1342+0928,它位于131亿光年之外。
研究表明,第一批恒星估计在大爆炸后100,000年(约138亿年前)形成,这意味着在第一批恒星死亡后,中小黑洞必须迅速形成。然而,到目前为止,天文学家还没有在早期宇宙中发现足够的尘埃和气体来解释这种快速增长。
此外,以前使用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)进行的观测表明,早期的星系含有大量的尘埃和气体,这促进了恒星的快速形成。这些发现表明,宇宙将不会有太多的物质来补充黑洞,而是加深了它们如何如此快速增长的神秘。
为了解决这个问题,科学家们依靠VLT多单元光谱仪(MUSE)收集的数据测量了大约125亿光年之外的31个类星体,最终他们发现其中12个类星体具有令人惊讶的氢云密度。这些氢云
是通过它们在紫外光下的独特发光来识别的由于红移的影响,科学家认为这种光是红色的,这就是红移效应。至关重要的是,这些冷而致密的氢云是太阳质量的几十亿倍,在早期星系周围形成环,从中央黑洞延伸10万光年。根据目前的研究,科学家们发现了第一个超大质量黑洞的快速增长该团队还发现,这些气体晕与星系紧密相连,为恒星的快速形成和超大质量黑洞的成长提供了完美的“食物来源”。这些观察有效地解开了宇宙早期历史中超大质量黑洞是如何存在的之谜。
这是人类第一次证明在原始星系的环境中确实有足够的食物来维持超大质量黑洞的生长和强大恒星的形成。在未来,天文学家将会有更复杂的仪器来研究早期宇宙中的星系和黑洞,这将会揭示更多关于古代气体云的细节。这包括欧洲南方天文台的超级望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)