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韦布发现迄今观察到的最古老黑洞，存在时间之早挑战了关于黑洞如何形成的假设

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2024-05-16 18:47:09

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哈勃空间望远镜此前曾“看到”的GN-z11星系（左）和正在“进食”的黑洞的艺术插图（右）。图片来源：美国太空网

英国剑桥大学领导的国际团队使用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）发现了迄今为止观察到的最古老黑洞。该黑洞历史可追溯到宇宙的“黎明时期”，约为大爆炸后4亿年，距今超过130亿年。研究人员还发现，它正在吞噬其宿主星系。研究结果发表在新一期《自然》杂志上。

这个质量惊人的黑洞在宇宙中存在的时间如此之早，挑战了关于黑洞如何形成和生长的假设。天文学家认为，在银河系等星系中心发现的超大质量黑洞在数十亿年的时间里增长到了现在的大小。但这个新发现的黑洞大小表明，它们可能是以其他方式形成的。比如，它们可能天生就很大，或者吞噬物质的速度比人们之前认为的高出5倍。

根据标准模型，超大质量黑洞是由死亡恒星的残余物形成的。这些恒星坍塌后可能形成一个质量约为太阳100倍的黑洞。如果它以预期的方式生长，这个新探测到的黑洞将需要大约10亿年的时间才能增长到观测时的大小。然而，当这个黑洞被发现时，宇宙还不到10亿岁。研究人员猜测，非常早期的星系富含气体，可能是黑洞的丰盛“自助餐”。

像所有黑洞一样，这个年轻的黑洞正在吞噬来自其宿主星系的物质，以推动其生长。但这个黑洞吞噬物质的能力比其他“兄弟”黑洞要强得多。

这个年轻的宿主星系被称为GN-z11。它是一个致密星系，大小约是银河系的1/100。但黑洞可能会损害它的发展。当黑洞消耗太多气体时，“黑洞风”会把制造恒星的气体物质吹散。这种风可能会阻止恒星的形成过程，慢慢地杀死星系，但它也会杀死黑洞本身，因为它还会切断黑洞的“食物”来源。

接下来，研究团队希望利用JWST未来的观测来尝试寻找更小的黑洞“种子”，这可能有助于了解黑洞形成的各种可能方式。

（来源：科技日报）

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