阅读时长:3分钟 | 它们为何挤在一起?
如果把时间拨回到宇宙诞生后约12亿年,一个名为J0148-4214的年轻星系正在经历一场不同寻常的变化:它内部同时出现三个正在活跃吸积物质的大质量黑洞。
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这个星系距离我们极其遥远,红移达到z≈5.02。它发出的光在宇宙中旅行了约125亿年才抵达地球,因此我们今天看到的,其实是它125亿年前的模样。
研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜的NIRSpec积分视场光谱数据,找到了三个黑洞同时活动的证据。
三个黑洞的位置也很耐人寻味。
其中两个挤在星系中心,投影距离只有约620光年,而第三个位于更外围,距离中心约5500光年。它们的质量差异很大,分别约为太阳质量的8000万倍、60万倍和200万倍。
最有意思的是,那颗只有约60万太阳质量的黑洞虽然个头最小,却“吃”得最猛,其吸积速率甚至超过爱丁顿极限。
这也触及一个困扰天文学家多年的问题:宇宙年龄还很小时,那些数亿甚至数十亿太阳质量的超大质量黑洞究竟是怎么长出来的?
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这次发现提供了另一条可能的捷径——合并。
研究人员预计,位于中心的两个黑洞可能在未来数亿年内逐渐靠近并最终合并。早期宇宙中的星系本就频繁碰撞、融合,如果各自携带的黑洞也不断汇聚,那么黑洞除了疯狂吸积气体,还可以通过一次次合并迅速增加质量。外围那颗黑洞甚至可能就是此前星系并合留下的痕迹,也可能正在向星系中心迁移。
因此,这三个黑洞的意义并不只是刷新一个同一星系黑洞数量的纪录。它们更像是被韦布望远镜偶然定格的一帧宇宙历史:年轻星系正在合并,黑洞正在聚集,而今天星系中心那些庞然大物,或许正是在这样的混乱中一步步长成。
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