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黑洞是宇宙中最緻密、最神秘的天體。這些極度壓縮的天體的質量比我們的太陽大數百萬甚至數十億倍,它們的引力強大到連光都無法逃脫。黑洞通過一個叫作吸積的過程吞噬着周圍的一切,從圍繞這個巨大天體旋轉的氣體和塵埃的薄盤中吸走物質。
但黑洞同樣各有千秋。有些比其他更大,雖然所有黑洞都在不斷吞噬着周圍的物質,但有些黑洞增長得也快得多。
近日,一個國際團隊發現了過去90億年間增長最快的黑洞。這個巨大的黑洞的質量是太陽的30億倍,它瘋狂地吞噬着一切,讓這個龐然大物仍在迅速成長。它每年「吃掉」的質量相當於80個太陽,或者可以這麼說,它每秒就能吞掉一個地球的質量。研究論文已於近日提交至《澳大利亞天文學會出版物》(尚未接受同行評議)。
快速增長的怪獸
新研究中的這個黑洞(類星體)被稱為SMSS J114447.77-430859.3,簡稱J1144,它的光穿越了70億年才到達地球。
在宇宙歷史的早期,黑洞的快速增長並不罕見。但是,將這個新發現的天體與過去60年間發現的其他天體進行比較時,團隊意識到,J1144的增長似乎「無與倫比」。
其他類似大小的黑洞在數十億年前就停止了增長,但不同的是,J1144仍在變大。它現在比銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*大500倍,它的事件視界(一個有進無出的邊界)容納得下整個太陽系。
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黑洞的藝術家暢想圖,它周圍環繞着吸積盤。(圖/ESO, ESA, Hubble, M. Kornmesser)
黑洞表面物質的這種快速吸積也驅動着它所屬的類星體噴射出巨大的能量,使得它比銀河系中所有恆星的光還要亮7000倍,也是近90億年來最明亮的此類事件之一。
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類星體藝術家暢想圖。類星體是宇宙中最明亮的一類天體,由攝食黑洞驅動。(圖/ESO, M. Kornmesser)
從地球上看,這個類星體的星等亮度為14.5,這意味着它只比冥王星略微暗一點,但別忘了,它可比冥王星遠得多。
天文學家可以通過測量類星體有多亮,來判斷黑洞的增長速度。簡單來說,這是因為隨着更多東西落入黑洞中,這些物質就像從山坡上滾下來的球那樣,速度不斷增加,落入黑洞的氣體內部存在大量摩擦,這些氣體因此變得非常熾熱,照耀着太空。
團隊由此推斷,這個巨大的黑洞每秒就能吞下一個地球。他們確信,這是已發現的過去90億年來增長最快的黑洞。
新的研究旅程
有關J1144的研究才剛剛開始。研究人員非常好奇,究竟是什麼造就了這個與眾不同的龐然大物,是否發生了什麼災難性的宇宙事件,比如兩個巨大的星系相互碰撞,將大量物質輸送到黑洞,為它提供了「養料」。
他們希望有機會在紫外光譜中進一步研究J1144,從而探索更多有關黑洞附近區域的情況。由於J1144如此明亮,它應該正在電離黑洞周圍的一大片氣體,也就是將氣體的電子移除。研究人員認為,利用大型望遠鏡,有可能會看到黑洞周圍氣體的旋轉。
事實上,半個多世紀以來,天文學家一直在尋找這樣的超明亮天體,並且已經發現了無數更暗的天體,但是這個令人驚訝的J1144卻被錯過了。
研究人員推測,這可能跟它所在的位置有關。過往的大量搜索都會避開過於接近銀道面的地方,因為那裡可能會「讓事情變得一團亂」,早期的許多調查通常在距銀道面30到20度之間便停止了,但J1144位於18度左右。
這也給了天文學家一次很好的提醒,他們可能會進一步擴大搜索範圍。但研究人員同樣表示,他們「非常有信心,J1144的紀錄應該很難被打破」。
#創作團隊:
撰文:Gaviota
排版:雯雯
#參考來源:
https://www.space.com/fastest-growing-black-hole-powering-quasar
https://cosmosmagazine.com/space/fastest-growing-black-hole-anu/
#圖片來源:
封面圖:ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
首圖:ESO, M. Kornmesser