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詹姆斯·韦伯望远镜揭示超大质量黑洞的快速成长之谜

在科技领域,黑洞的奥秘一直是科学家们探索的重点。尤其是那些在宇宙早期形成的最古老的黑洞,它们的形成过程尤其令人着迷。最近,詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果为我们提供了一些线索,可能揭示了超大质量黑洞是如何在大爆炸之后迅速形成的。

最近发表的一项研究描述了一个古老的黑洞,它吞噬物质的速度远超我们之前的想象。这个发现可能为我们理解早期宇宙中超大质量黑洞的形成提供了关键线索。

这个黑洞被命名为LID-568,是通过詹姆斯·韦伯望远镜的数据发现的。它的质量大约是太阳的720万倍,被认为是一个相对较低质量的黑洞。

尽管如此,与其他同龄的黑洞相比,LID-568在X射线扫描中显得异常活跃和明亮。由于光从遥远的宇宙到达地球需要时间,可以观察到的LID-568是它在大爆炸后约15亿年前的样子,而大爆炸发生在大约138亿年前。

对LID-568的辐射输出分析显示,它正在以大约其爱丁顿极限的40倍速度吸收物质。爱丁顿极限是一个理论上的边界,指的是黑洞的向内引力与它消耗的物质发出的热量达到平衡。科学家们之前认为超大质量黑洞不可能在大爆炸后如此短的时间内形成,但超爱丁顿黑洞可能提供了一个解释,说明它们为何能在宇宙早期就存在。

研究人员认为,LID-568很可能在一次快速的吞噬事件中获得了大部分质量。这种快速增长可能是由两种“种子”引发的:一种是“轻种子”,即由宇宙最早恒星的残骸形成的较小黑洞;另一种是“重种子”,涉及气体和尘埃的直接积累和坍塌。

了解黑洞如何在大爆炸后迅速成长为超大质量,可能有助于我们解释早期宇宙中星系的形成。许多星系的中心都有一个超大质量黑洞。例如,JADES-GS-z14-0,当詹姆斯·韦伯望远镜今年早些时候探测到它时,令天文学家感到惊讶。它显示出在大爆炸后仅约3亿年就有着惊人活跃和成熟的恒星形成。

研究人员之前怀疑星系在宇宙历史的最初几亿年内不可能长得这么大,但JADES-GS-z14-0和其他最近发现的天体正在挑战之前的观念。

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