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天文學家觀察到宇宙中一些最早的類星體周圍難以捉摸的星光

時間：2025-12-05 22:05:08 來源：網絡整理編輯：百科

核心提示

詹姆斯·韋伯望遠鏡的圖像顯示了J0148類星體的紅色圓圈。兩個插圖顯示，頂部是中心黑洞，底部是宿主星系的恒星發射。圖片來源：uux.cn岳明昊，安娜克里斯蒂娜·艾勒斯提供；國家航空和航天局神秘的地球u 上海黃埔區可以提供上門服務的APP軟件崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務快速安排面到付款

詹姆斯·韋伯望遠鏡的圖像顯示了J0148類星體的紅色圓圈。兩個插圖顯示，學家星體星光頂部是觀察上海黃埔區可以提供上門服務的APP軟件崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務快速安排面到付款中心黑洞，底部是到宇的類宿主星系的恒星發射。圖片來源：uux.cn岳明昊，宙中最早周圍安娜克里斯蒂娜·艾勒斯提供；國家航空和航天局
（神秘的難捉地球uux.cn）據麻省理工學院（Jennifer Chu）：麻省理工學院的天文學家觀察到了宇宙中一些最早的類星體周圍難以捉摸的星光。這些遙遠的天文信號可以追溯到130多億年前的宇宙嬰兒期，揭示了第一批黑洞和星系是學家星體星光如何進化的線索。
類星體是觀察活躍星系的熾熱中心，它們的到宇的類核心有一個永不滿足的超大質量黑洞。大多數星系都有一個中心黑洞，宙中最早周圍偶爾會吞噬氣體和恒星碎片，難捉當物質向黑洞旋轉時，天文上海黃埔區可以提供上門服務的APP軟件崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務快速安排面到付款會以發光環的學家星體星光形式產生短暫的光爆發。
相比之下，觀察類星體可以在更長的時間內消耗大量物質，產生一個極其明亮和持久的環——事實上，如此明亮，以至于類星體是宇宙中最明亮的物體之一。
因為類星體非常明亮，所以它們的亮度超過了它們所在星系的其他部分。但麻省理工學院的團隊首次能夠觀察到來自三個古老類星體宿主星系中恒星的微弱光線。
基于這種難以捉摸的恒星光，研究人員估計了每個宿主星系的質量，并將其與中心超大質量黑洞的質量進行了比較。他們發現，與現代類星體相比，這些類星體的中心黑洞相對于宿主星系的質量要大得多。
今天發表在《天體物理雜志》上的這一發現，可能會揭示最早的超大質量黑洞是如何在相對較短的宇宙時間內成長，卻變得如此巨大的。特別是，那些最早的怪物黑洞可能是從比現代黑洞更大的“種子”中發芽的。
麻省理工學院卡夫利天體物理與空間研究所的博士后、研究作者岳明浩說：“宇宙存在后，出現了種子黑洞，這些黑洞消耗了物質，并在很短的時間內生長。”。“其中一個大問題是了解那些巨大的黑洞是如何長得如此之大、如此之快的。”
麻省理工學院物理學助理教授、研究作者Anna Christina Eilers說：“在宇宙還處于嬰兒期的時候，這些黑洞的質量是太陽的數十億倍。”。“我們的研究結果表明，在早期宇宙中，超大質量黑洞可能比宿主星系更早獲得質量，而最初的黑洞種子可能比今天更大。”
Eilers和Yue的合著者包括麻省理工學院Kavli主任Robert Simcoe、麻省理工大學哈勃研究員和博士后Rohan Naidu，以及瑞士、奧地利、日本和北卡羅來納州立大學的合作者。
耀眼的核心
自20世紀60年代天文學家首次發現類星體以來，類星體的極端光度就一直很明顯。當時，他們假設類星體的光來自一個類似恒星的“點源”。科學家們將這些物體命名為“類星體”，即“準恒星”物體的組合體。
自從第一次觀測以來，科學家們已經意識到，類星體實際上不是恒星起源的，而是由位于星系中心的強大而持久的超大質量黑洞吸積產生的，這些黑洞也有恒星，與它們耀眼的核心相比，恒星要暗得多。
將類星體中心黑洞的光與宿主星系恒星的光分離是一項極具挑戰性的工作。這項任務有點像在中央巨大的探照燈周圍辨別螢火蟲。但近年來，隨著美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的發射，天文學家有了更好的機會做到這一點，該望遠鏡能夠比任何現有的天文臺更早地進行觀測，并且具有更高的靈敏度和分辨率。
在他們的新研究中，Yue和Eilers利用JWST上的專用時間，從2022年秋天到次年春天，間歇性地觀測了六個已知的古老類星體。該團隊總共收集了對這六個遙遠天體的120多個小時的觀測。
岳說：“類星體的亮度比宿主星系高出幾個數量級。以前的圖像不夠清晰，無法區分宿主星系及其所有恒星的樣子。”。“現在，我們第一次能夠通過非常仔細地建模JWST對這些類星體的清晰圖像來揭示這些恒星發出的光。”
輕平衡
該團隊評估了JWST收集的六個遙遠類星體中每一個的成像數據，他們估計這些類星體的年齡約為130億年。這些數據包括對每個類星體不同波長的光的測量。研究人員將這些數據輸入到一個模型中，該模型顯示有多少光可能來自緊湊的“點光源”，如中心黑洞的吸積盤，而不是更漫射的光源，如來自宿主星系周圍散射恒星的光。
通過這一建模，研究小組將每個類星體的光分為兩部分：來自中心黑洞光盤的光和來自宿主星系更漫射恒星的光。兩個光源的光量都反映了它們的總質量。研究人員估計，對于這些類星體，中心黑洞的質量與宿主星系的質量之比約為1:10。他們意識到，這與今天1:1000的質量平衡形成了鮮明對比，在今天的質量平衡中，最近形成的黑洞與宿主星系相比質量要小得多。
Eilers解釋道：“這告訴我們什么是首先生長的：是黑洞首先生長，然后星系趕上了嗎？還是星系及其恒星首先生長，并控制和調節黑洞的生長？”。“我們看到，早期宇宙中的黑洞似乎比它們的宿主星系生長得更快。這是初步證據，表明當時最初的黑洞種子可能更大。”
岳補充道：“在最初的十億年里，一定有某種機制使黑洞比宿主星系更早地獲得質量。”。“這是我們看到的第一個證據，令人興奮。”

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