宇宙第一批黑洞与星系谁先出现?韦伯望远镜新发现颠覆...
宇宙的起源就跟先有鸡还是先有蛋一样难解,对韦伯太空望远镜数据的一项新分析惊讶发现,超大质量黑洞不仅存于宇宙之初,还负责促进新恒星与星系形成,挑战了黑洞在首批恒星与星系出现后才形成的经典见解。
我们知道超大质量黑洞通常位于星系中心,束缚着系统内所有天体。一般来说,人们认为先有恒星与星系,接着物质经历长时间吸积才形成超大质量黑洞。
但天文学家最近对韦伯太空望远镜收集的早期宇宙数据新分析表明,黑洞和星系实际上一起出现,且黑洞还负责塑造围绕自身演化的星系,就像早期星系的基底积木,完全颠覆我们之前对星系如何形成的理解。
当一颗特别大的恒星死亡后核心塌陷,会留下质量约太阳50倍的黑洞,但超大质量黑洞的质量是太阳数百万~数十亿倍,如果这些物体从最小黑洞开始增长,那需要等待很长一段时间,且首先还要有恒星存在。
但随着望远镜越来越深入探索早期宇宙,天文学家开始发现怪异之处,即宇宙大爆炸后不到5亿年就已经存在好几个超大质量黑洞,且有的黑洞质量几乎等于围绕它旋转的星系质量。
这强烈暗示黑洞形成的另一个机制:巨大物质云直接塌缩成黑洞,而不是恒星爆炸塌缩。
根据约翰霍普金斯大学团队对韦伯太空望远镜数据的最新一项分析,宇宙诞生最初1亿年内,黑洞与星系可能共存并影响彼此命运,或者说黑洞先于恒星和星系出现,并负责刺激后者增长。
约翰霍普金斯大学物理与天文学系教授Joseph Silk表示,自黑洞高速流出的电浆喷流作为粒子加速器角色,粉碎附近气体云使之成为新生恒星材料、并加快恒星形成速度,也因此宇宙第一批星系非常明亮,否则很难解释早期宇宙这些明亮星系从何而来。
未来更多观测应该有助于天文学家确定模型准确性,拼凑出更多宇宙演化线索。
新论文发表在《天文物理期刊通信》(The Astrophysical Journal Letters)。
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