光明來自黑暗!黑洞逸散的強風帶來宇宙第一道光

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 01 日 17:23 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

大霹靂之後 40 萬年,宇宙陷入長達 10 億年的黑暗時期,直到某天才有一道光芒劃破混沌,讓其他光從一片濃霧中逸散出來。這道劃破黑暗的光來自哪裡?宇宙濃霧究竟為何消褪?天文學家一直百思不得其解,現在,有最新研究指出,這道光可能是黑洞的功勞。



宇宙第一道可見光源形成之前,宇宙曾陷入一段長達 10 億年的黑暗時期,這段時間裡,散射的光子立即被周圍中性氫原子介質吸收,使宇宙呈現不透明或如迷霧般的狀態,雖然有光,但不能通過望遠鏡看見。

直到質子和中子開始結合成離子化的氫原子,這些電離原子吸引了電子,將它們轉化為中性原子,才使光子能自由行進,宇宙開始變得透明,星系、行星、恆星和其他發出可見光的物體開始充滿空中,形成我們今天看見的宇宙模樣。但這片宇宙黑色濃霧到底如何被推開的,一直是天文學家致力解開的謎。

過去宇宙學家認為,可能是早期恆星和類星體產生強烈的紫外線輻射消除緻​​密氫氣,引發了「再電離」現象,促使宇宙重現如今光輝。只不過大家也懷疑,在黑暗時期的星系應該無法產生這股足以吹開中性氫氣的強大力量。

現在,來自愛荷華大學的研究團隊透過觀察距離地球約 6 億光年的「Tol 1247-232」星系,提出了這個假設理論:從黑洞吸積盤逸散出來的強風可吹開這層霧,讓大量紫外線逸散,揭開覆蓋宇宙光芒的薄紗。

黑洞助宇宙透明化

「Tol 1247-232」星系是我們附近唯三會逸散強烈紫外線輻射星系的其中之一,研究人員在星系內部觀察到單一 X 射線源,其亮度時盛時衰,愛荷華大學物理和天文學系教授兼研究主要作者 Philip Kaaret 說,由於其他恆星發出的亮度並沒有變化,所以能發生這種改變的天體只有黑洞。

但號稱宇宙流氓的黑洞只會把所有物質都吸進無底洞,巨大的引力連光線都不放過,如此貪婪的它卻是為黑暗時期帶來第一道光的功臣?天文學家也不敢保證黑洞是不是有邊吃邊吐的習慣,但黑洞吞噬物質時形成的吸積盤會往外噴出一股股強風,如同花式溜冰舞者在原點快速旋轉時,加速度帶來其他能量,這些風形成逃生路線,讓紫外線得以逸散,而這過程完全可能在宇宙的黑暗時期發生。

研究發表在《皇家天文學會月刊》。Philip Kaaret 表示,黑洞很可能就是幫助宇宙透明化的幕後推手,他們接下來計劃更密切研究「Tol 1247-232」星系,並觀察其他幾個紫外線洩漏的星系,以進一步證實這項理論。

(首圖來源:pixabay)