詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的類星體J0148及其中心的超大質(zhì)量黑洞的圖像（圖片來(lái)源：uux.cn/NASA/Yue等人）
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Robert Lea）：詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）觀測(cè)到了宇宙中一些早期超大質(zhì)量黑洞周圍恒星發(fā)出的光，這些黑洞在大爆炸后不到10億年就被視為黑洞。詹姆質(zhì)量重
麻省理工學(xué)院（MIT）的斯韋一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的觀測(cè)解決了這些位于星系中心的宇宙巨星是如何成長(zhǎng)為巨大質(zhì)量的問(wèn)題，相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)（有時(shí)甚至數(shù)十億）個(gè)太陽(yáng)。伯太更具體地說(shuō)，空望它們是遠(yuǎn)鏡由沉宇宙如何快速生長(zhǎng)的？這些發(fā)現(xiàn)也可以回答這個(gè)謎：首先是什么，星系還是黑洞超大質(zhì)量黑洞？
麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)觀察到的超大質(zhì)量黑洞以周圍的物質(zhì)為食，在一個(gè)稱為吸積盤的形成物質(zhì)盤中產(chǎn)生巨大的潮汐力，從而導(dǎo)致吸積盤本身發(fā)光。種子這種進(jìn)食情況為位于活躍星系中心的詹姆質(zhì)量重類星體提供動(dòng)力。類星體是斯韋宇宙中最明亮的天體之一，其中一些非常明亮，伯太它們的空望亮度超過(guò)了周圍星系中每顆恒星的組合光。
超大質(zhì)量黑洞也被神秘所包圍——尤其是遠(yuǎn)鏡由沉宇宙在宇宙138億年歷史中，早于10億年的黑洞時(shí)候。這是因?yàn)楹诙吹某掷m(xù)合并過(guò)程，科學(xué)家認(rèn)為超大質(zhì)量黑洞會(huì)隨著時(shí)間的推移而增長(zhǎng)，這一過(guò)程應(yīng)該需要數(shù)十億年的時(shí)間才能進(jìn)行。那么，這些巨大的空洞怎么會(huì)在宇宙大爆炸后僅僅10億年就存在呢？
好吧，有一種說(shuō)法是，它們是由所謂的“重種子”黑洞形成的，是領(lǐng)先的。
通過(guò)使用JWST觀測(cè)來(lái)自六個(gè)古老類星體宿主星系恒星的微弱光線，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)首次收集到證據(jù)，證明早期宇宙中的超大質(zhì)量黑洞確實(shí)是由重種子形成的。
團(tuán)隊(duì)成員、麻省理工學(xué)院物理學(xué)助理教授Anna Christina Eilers在一份聲明中表示：“在宇宙仍處于嬰兒期的時(shí)候，這些黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)的數(shù)十億倍。”。“我們的研究結(jié)果表明，在早期宇宙中，超大質(zhì)量黑洞可能比宿主星系更早獲得質(zhì)量，而最初的黑洞種子可能比今天更大。”
先來(lái)的是什么？黑洞還是它的星系？
類星體的強(qiáng)烈亮度是在20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)的，最初被認(rèn)為起源于一個(gè)類似恒星的點(diǎn)。這導(dǎo)致了“類星體”的名字，它是“準(zhǔn)恒星”物體的組合。然而，研究人員很快發(fā)現(xiàn)，類星體實(shí)際上是由星系中心的超大質(zhì)量黑洞吸積大量物質(zhì)引起的。
然而，這些物體也被恒星包圍，恒星要暗得多，更難觀察。這是因?yàn)檫@些恒星的光被恒星軌道上的類星體更明亮的光沖走了。因此，將光從類星體和周圍恒星中分離出來(lái)絕非易事，就像看到螢火蟲(chóng)坐在一英里外燈塔的燈上一樣。
然而，JWST比以往任何一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡都能追溯到更遠(yuǎn)的時(shí)間，再加上其高靈敏度和高分辨率，使這一挑戰(zhàn)變得不那么艱巨。因此，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)成功地觀測(cè)到了來(lái)自古代星系中六個(gè)類星體的光，這些光已經(jīng)傳播到地球大約130億年了。
麻省理工學(xué)院卡夫利天體物理與空間研究所博士后、團(tuán)隊(duì)成員岳明浩說(shuō)：“類星體的亮度比宿主星系高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。以前的圖像不夠清晰，無(wú)法區(qū)分宿主星系及其所有恒星的樣子。”。“現(xiàn)在，我們第一次能夠通過(guò)非常仔細(xì)地建模JWST對(duì)這些類星體的清晰圖像來(lái)揭示這些恒星發(fā)出的光。”

活動(dòng)星系中心的類星體插圖（圖片來(lái)源：uux.cn美國(guó)航空航天局/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室-加州理工學(xué)院）
JWST的數(shù)據(jù)包括對(duì)六個(gè)類星體中每一個(gè)在一系列波長(zhǎng)上的光發(fā)射的測(cè)量。然后，這些信息被引入到一個(gè)計(jì)算機(jī)模型中，詳細(xì)說(shuō)明了這些光中有多少可以歸因于緊湊的點(diǎn)源——黑洞周圍的吸積盤——以及有多少可以歸功于更漫射的源——散射在星系周圍的恒星。
通過(guò)將光分為兩個(gè)來(lái)源，該團(tuán)隊(duì)還能夠推斷出這些星系的兩個(gè)元素的質(zhì)量。這表明，超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量約等于其周圍恒星質(zhì)量的10%。
雖然這聽(tīng)起來(lái)像是有利于恒星的巨大不平衡，但考慮一下在現(xiàn)代星系中，中心超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量?jī)H為其周圍星系恒星的0.1%。
Eilers說(shuō)：“這告訴我們什么是首先生長(zhǎng)的：是黑洞首先生長(zhǎng)，然后星系趕上了嗎？還是星系及其恒星首先生長(zhǎng)，并控制和調(diào)節(jié)黑洞的生長(zhǎng)？”。“我們看到，早期宇宙中的黑洞似乎比它們的宿主星系生長(zhǎng)得更快。
“這是初步證據(jù)，表明當(dāng)時(shí)最初的黑洞種子可能更大。”
岳總結(jié)道：“宇宙誕生后，出現(xiàn)了種子黑洞，這些黑洞消耗了物質(zhì)，并在很短的時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)。其中一個(gè)大問(wèn)題是了解這些巨大的黑洞是如何生長(zhǎng)得如此之大、如此之快的。”。“在最初的十億年里，一定有某種機(jī)制使黑洞比宿主星系更早地獲得質(zhì)量。
“這是我們看到的第一個(gè)證據(jù)，令人興奮。”
該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果發(fā)表在《天體物理雜志》上。

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