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超大质量黑洞同时捕获多个星系
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超大质量黑洞同时捕获多个星系

2020-10-08 10:09 主页 来源:未知
超大质量黑洞同时捕获多个星系

根据既有的天文观测数据,我们知道宇宙是在不断膨胀的,如果以此逆推,便可做出一个合理假设——宇宙在很久很久以前,是以一种高密度物质团的形式存在的。
根据一篇 10 月 1 日发表在期刊《天文及天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)上的研究,天文学家们已成功借助欧洲南方天文台(ESO,一个欧洲的天文观测及研究机构)的超大望远镜 VLT(Very Large Telescope),首次观测到了宇宙在诞生后约十亿年时(宇宙非常年轻的时候),数个星系同时被一超大质量黑洞所捕获的情景。
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图 | 数个星系同时被一个超大质量黑洞捕获的艺术想象图,这是天文学家们首次观测到这种景象,来源:ESO/L. Calcada
根据论文,此次 VLT 所观测到的这些被黑洞所捕获的星系,都存在于宇宙中的巨大网状结构中,其空间上的延伸可达银河系长度的 300 倍以上。
意大利国家天体物理研究所的天体物理学家 Marco Mignoli 是这篇论文的主要作者,他解释称,宇宙中的这种网就像是蜘蛛网,星系在网上的结点处生根发芽,而沿网线流动并汇集于结点处的气体及尘埃,则很有可能会持续地为星系和位于星系中心的超大质量黑洞的成长提供燃料,助力宇宙中那些巨大天体和天体结构的形成。
一般来说,像此次这种对宇宙诞生初期时包含超大质量黑洞的系统的观测,将有助于我们进一步了解宇宙中存在着的那些目前我们还知之甚少,且对现有天文物理及宇宙学理论具有挑战性意义的极端系统,以及形成超大质量黑洞的具体过程。
实际上,已有的观测数据显示,宇宙在诞生后的 9 亿年时就已经存在这种带有超大质量黑洞的网状结构了,这些超大质量黑洞的质量通常约为 10 亿个太阳质量,但无论是在空间中延伸如此之广的巨大网络,还是网中存在的超大质量黑洞,科学家一直以来都没弄清楚,即如此巨型且蕴含大量物质的结构究竟是如何在宇宙诞生初期就形成并扩张的。
不过,本次观测无疑将能从某些方面帮助我们回答这一问题,比如这种巨型网状结构中很可能含有足够多的气体和物质,能为星系和星系中心的超大质量黑洞持续提供燃料,以维持它们的不断扩张。
就算这能解释宇宙诞生初期的超大质量黑洞及星系的快速形成,那这种为黑洞和星系扩张提供燃料的巨大网状结构又是如何形成的呢?
目前有天文学家认为,暗物质可能是解决问题的关键,因为在宇宙诞生初期,分布于空间中的暗物质很有可能会吸附其周围的大量气体尘埃,并以此形成了这种独特的、绵延无比之广的网状结构。
论文共同作者、美国约翰 · 霍普金斯大学的天体物理学家 Colin Norman 认为,就目前来看,他们的观测可以支持前述观点,巨型黑洞可能在由暗物质缔结的巨大网状结构中逐渐扩张。天文学家之所以没有更早地发现它们,很有可能是由于早期观测能力不足。
论文共同作者、意大利国家天体物理研究所的天文学家 Barbara Balmaverde 表示,目前他们主要靠隶属于欧洲南部天文台的 VLT,来对这些挑战人类当前观测极限的最遥远星系进行观测,而在此次观测的 6 个目标星系中,有 4 个都能被证明与一个超大质量黑洞存在关联,而这还只是该超大质量黑洞附近最亮的几个星系。
她推测,此次观测结果很有可能只是事情的冰山一角,相信通过进一步对这种宇宙诞生初期的巨型黑洞周边的星系进行观测,科学家们将有望能进一步增进对巨型黑洞和星系,以及巨型网状结构在宇宙诞生初期时的形成过程的了解。