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挑战现有宇宙学理论:早期宇宙中发现一百个超大质量黑洞

2019年03月17日 6:52 PDF版 分享转发

文:萧路 来源:正见网

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图:已经发现的100个具有超大质量。每张小图的中心红点即为类星体。Credit: National Astronomical Observatory of Japan

普林斯顿大学(Princeton University)于2019年3月13日发布通讯稿,家在早期中新发现了83个具有超大质量黑洞的类星体。相比之前发现的17个,这大大增加了在早期宇宙中发现的超大质量黑洞的数量,达到了整整100个。这项新研究能帮助科学家了解超大质量黑洞的统计分布规律。

目前宇宙学认为宇宙是大爆炸产生的。很多认为,大爆炸发生后很长时间星体才逐步形成。其中一部分最后演化成为黑洞,又经过长期的黑洞演化和合并过程,最终形成超大质量黑洞。果真如此,那么在早期的宇宙中超大质量黑洞应该非常稀少,并且宇宙年龄越小的时候,超大质量黑洞的数量和质量也应该越低。

这次的新研究却发现早期宇宙中存在很多超大质量黑洞,对现有的宇宙学理论提出了挑战。利用位于夏威夷的昴星团望远镜(Subaru Telescope),来自日本、台湾、以及普林斯顿大学的几十位天文学家联合观测了高红移宇宙。根据大爆炸理论,观测区域的宇宙年龄大约8亿年,而现在宇宙年龄大约140亿年。也就是说,彼时的宇宙年龄还不到现在的十分之一。

研究团队经过详尽的数据分析,发现了83个类星体。类星体是一种亮度极高的活动星系,其中心一般认为存在一个超大质量黑洞。它们的高亮度方便科学家在极其遥远的宇宙区域中也能发现它们。此次发现的类星体距离地球都有上百亿光年。考虑到现有观测技术的限制,这个区域内实际存在的超大质量黑洞很可能不止已经发现的这100个。

显然这么多类星体及其中心的超大质量黑洞是目前宇宙学难以理解的。研究团队说明,这次的研究历经五年时间,总共使用了大约300晚的观测时间。目前的观测结果已经在《天体物理期刊》以及《日本国立天文台报告》上发表了五篇论文。研究团队表示他们还会继续观测,希望能发现更多超大质量黑洞,从而发现它们的统计分布规律。同时,研究组也希望能够探明宇宙最早的超大质量黑洞的形成机制及环境,从而判断这些超大质量黑洞到底是符合目前的宇宙学理论还是会颠覆现有理论模型。

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