當宇宙誕生僅 7.4 億年,韋伯望遠鏡發現迄今最遙遠黑洞合併事件

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 17 日 13:56 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
當宇宙誕生僅 7.4 億年,韋伯望遠鏡發現迄今最遙遠黑洞合併事件


當宇宙年齡僅 7.4 億歲, 兩個巨大黑洞已悄悄蠶食合併。天文學家最近利用韋伯太空望遠鏡探測到迄今已知最遙遠的黑洞合併事件,為早期宇宙黑洞成長途徑提供新線索。

超大質量黑洞往往是所處星系演化的重要推手,我們已在無數大質量星系中心(包括銀河系)發現超大質量黑洞,而天文學家在大爆炸 10 億年內發現已存在超大質量黑洞的結果更表明,早期宇宙大質量黑洞增長過程相當迅速,而形成途徑有各種說法支持。

最近,韋伯太空望遠鏡再為早期宇宙黑洞的成長提供新線索。

2023 年 5 月,一組團隊使用韋伯太空望遠鏡的 NIRSpec-IFU 儀器觀測遙遠宇宙,從名為 ZS7 的系統發現快速運動、緻密氣體雲證據,以及黑洞在吸積過程通常會產生高能輻射並高度電離的氣體,歸功於韋伯望遠鏡前所未有成像能力,團隊分析出該處有 2 個巨大黑洞正在合併。

▲ 韋伯望遠鏡發現迄今最遙遠的黑洞合併事件。(Source:歐洲太空總署

研究人員指出,2 個黑洞其中之一質量為太陽質量 5,000 萬倍,另一個黑洞質量差不多,但由於後者被埋在緻密氣體中,測量過程相對困難,目前還無法完全確定質量。

研究也表明,就算在早期宇宙,合併仍是黑洞快速生長重要途徑,甚至超大質量黑洞從一開始就在塑造星系演化,雖然它們不是迄今發現最大或最古老的黑洞,但一對在早期宇宙設法合併的巨大黑洞仍令人無比困惑。

這些遙遠碰撞釋放的重力波漣漪對目前地球上的重力波探測器來說太過微弱,但之後將部署在太空的重力波探測器如:LISA 探測器(計畫 2035 年發射),應該能探測到更遙遠的合併黑洞重力波,屆時我們可能會發現,超早期宇宙巨大黑洞合併的證據比想像中還要豐富。

新論文發表在《皇家天文學會月報 》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(首圖來源:歐洲太空總署