LOGO 網路天文館首頁
天文新知 >

2017-12-10 發現迄今最遠的超大質量黑洞,惑於這類天體為何成長如此迅速

 
瀏覽人數:557

Artist’s conceptions of the most-distant supermassive black hole ever discovered. Image: Robin Dienel (Courtesy of the Carnegie Institution for Science)  美國卡內基科學研究所天文台(The Observatories of the Carnegie Institution for Science)Eduardo Bañados等人偵測到迄今已知最遠的超大質量黑洞(supermassive black hole),其質量高達太陽的8億倍之多。它座落在一個異常明亮的類星體(quasar)ULAS J134208.10+092838.61(簡稱為J1342+0928)中心,這個類星體的光度是太陽的4 × 10^14倍,紅移值(redshift,z)約為7.54,相當於在大霹靂(Big Bang)後約6.9億年就開始發光,在太空中旅行了約130億年才抵達地球,這幾近於宇宙的年齡,換言之,這個超大質量黑洞處在宇宙非常早的時期中。

  在J1342+0928之前發現的最遠超大質量黑洞市位在類星體ULAS J1120+0641(簡稱J1120+0641)裡,它的紅移值約為7.09,在所有z>7的天體中,它穩穩保持「唯一」的桂冠超過5年之久。J1342+0928的發現,不僅將最早、最遠的超大質量黑洞紀錄向前推進,而且也是大霹靂後6.9億年內唯一被發現的超大質量黑洞。然而,8億倍太陽質量,以現今鄰近的超大質量黑洞的觀點而言,都是個非常龐大的數字,何況J1342+0928是在這麼年輕的宇宙初期中。因此這個發現讓天文學家相當疑惑:能讓它成長的時間這麼短,那麼這個超大質量黑洞到底是如何成長成這樣的龐然大物的?

  J1342+0928的所在位置,恰好是由被中性氫充斥而不透明的環境(所謂的「黑暗時期」),轉變到第一代恆星誕生而得以初見星光的時期。當愈來愈多恆星和星系形成,它們最終會產生夠多的輻射,將中性氫游離成氫離子,也就是把氫原子的外圍電子和原子核分離,電子成為自由狀態,隨意的與某個原子核再結合後,甚至再度游離,這是所謂的「再游離時期」。從中性氫到氫離子的轉變,讓宇宙從不透明到透明,而後一直持續到如今。

  Bañados等人相信:這個新發現的黑洞存在於氫元素大約是半數中性、半數游離的環境中,彼時第一代星系已從中性氫構成的繭狀雲氣中顯露出來,開始向外發光。對這些天文學家而言,這是他們能得出最精確的時間點,能明確的指出第一代恆星是在何時誕生。

  超大質量黑洞的成長需要時間,尤其是像J1342+0928這樣的龐然大物,所需要的時間必定遠遠超過發現它所在的6.9億年。Bañados等人估計:如果從大霹靂之後產生的「種子」本來就比較大,然後以可能的最大速率成長,那麼到了6.9億年的時候,這個超大質量黑洞也沒辦法達到8億倍太陽質量。所以J1342+0928必定是經由其他途徑形成的。只是,這個「另外途徑」是什麼,就沒人知道了。

資料來源:http://news.mit.edu/2017/scientists-observe-supermassive-black-hole-infant-universe-1206, 2017.12.06, KLC

************
::: | 政府網站資料開放宣告 | 隱私權及資訊安全政策 | 聯絡我們 我的e政府, 另開視窗.  臺北市政府, 另開視窗.  通過A+優先等級無障礙網頁檢測 

地址 : 臺北市士林區11160基河路363號 (如何到達天文館)
電話 : (02)2831-4551 傳真:(02)2831-4405
本網站最佳瀏覽解析度為1024x768 更新日期:2018/6/22