阅读时长:3分钟 | 宇宙诞生不久,黑洞为何能迅速变大?韦布发现新的关键线索
宇宙年龄还不到今天的十分之一时,一些黑洞似乎已经长成为庞然大物。
这一直是天文学中的一道难题。按照常规的物质吸积速度,早期黑洞要在如此短的时间内达到数百万甚至数十亿倍太阳质量,并不容易。那么,它们究竟是怎么长得这么快的?
詹姆斯·韦布望远镜最近捕捉到了一条很有意思的线索,4对彼此靠得异常近的“小红点”。
所谓“小红点”,是韦布望远镜在红外观测中发现的一类遥远、致密而偏红的光源,它们在大爆炸后约6亿年开始大量出现。近年来的光谱观测表明,其中相当一部分可能与正在猛烈吞噬物质的黑洞有关,不过它们的真实身份目前仍在研究之中。
这次,研究团队换了一种找法。
过去,人们通常把一个天体整体的亮度和颜色拿来分析。但如果两个小红点挨得太近,它们很容易在图像中被当成一个复杂天体。研究团队因此把韦布拍摄的红外图像拆到单个像素,逐像素比较颜色,最终找到了4组“双小红点”候选体。
这些天体来自约125亿至128亿年前的宇宙,部分成员之间的距离只有几千光年。研究人员已经对其中两组进行了光谱确认,投影距离分别约为1.64千秒差距和7.36千秒差距,相比直径约10万光年的银河系,这几乎可以算是贴在一起。
更值得注意的是,这种扎堆很难用巧合解释。统计分析显示,在如此小的尺度上,小红点出现成对聚集的程度明显高于一般趋势。最小尺度上的聚集信号甚至高出预期约47倍,随机情况下同时找到4组如此接近天体的概率也非常低。
这让科学家想到了一种可能:我们看到的,也许正是星系并合、黑洞彼此靠近之前的阶段。
当两个年轻星系发生相互作用时,引力会扰乱其中的气体,大量气体可能被输送到星系中心,给中央黑洞送去一顿“宇宙大餐”。黑洞一边疯狂吸积,一边逐渐靠近,最终还有可能发生黑洞并合。这样一来,“吸积+并合”就可能帮助解释,为什么宇宙诞生后不久便已经出现了质量惊人的超大质量黑洞。
今天图像里几个不起眼的红色像素,正在成为理解第一批超级黑洞如何诞生的重要入口。
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