增长最快的黑洞每天吞噬相当于一个太阳的物质

它驱动着一个亮度相当于 500 万亿个太阳的类星体。
An artist’s impression of quasar J059-4351, the bright core of a distant galaxy that is powered by a supermassive black hole. This quasar has been found to be the most luminous object known in the universe to date.
艺术家描绘的类星体 J059-4351,这是一个由超大质量黑洞驱动的遥远星系的明亮核心。该类星体被发现是迄今为止已知的宇宙中最明亮的天体。ESO/M. Kornmesser

这是有记录以来增长最快的黑洞。类星体 J0529-4351 每天吞噬的能量相当于我们太阳的能量。它也大约是我们太阳的 170 亿倍大。这个贪婪的吞噬恒星的黑洞在 2 月 19 日于《自然天文学》杂志上发表的一项研究中得到了描述,它的规模可能有助于拼凑宇宙的历史。

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“惊人的增长速度也意味着巨大的光和热释放,”该研究的合著者、澳大利亚国立大学(ANU)的天文学家克里斯蒂安·沃尔夫(Christian Wolf)在一份声明中说。“因此,这也是已知宇宙中最明亮的天体。它比我们的太阳亮 500 万亿倍。” 

什么是类星体?

类星体是具有活跃且充满活力的核心的星系,其能量由黑洞提供。它们通常为天文学家提供观察黑洞的不同视角,显示出从两侧喷射出的高能喷流。类星体的黑暗中心吞噬附近的物质,然后将这些物质挤压成一个极其炽热的圆盘。然后,这些物质会被高速射出很远的距离。然而,它们的 需要数十亿年才能在地球上可见。这意味着天文学家可以观察到这些黑洞数十亿年前的样子。 

This image shows the region of the sky in which the record-breaking quasar J0529-4351 is situated. This picture was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2, while the inset shows the location of the quasar in an image from the Dark Energy Survey. CREDIT: ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey.
这张图片显示了创纪录的类星体 J0529-4351 所在的区域。这张照片是由数字天空巡天 2(Digitized Sky Survey 2)的部分图像组成的,而插图则显示了暗能量巡天(Dark Energy Survey)图像中类星体的位置。学分:ESO/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey。

类星体仍然相当神秘,但一些最近的研究发现,类星体可能足够稳定,天文学家可以利用它们来填补宇宙历史中的空白。J0529-4351 前所未有的亮度和大小可能有助于进一步研究宇宙的早期。 

“考虑到我们对许多其他不太显眼的黑洞的了解,令人惊讶的是它直到现在才被发现。它就藏在眼皮底下,”该研究的合著者、ANU 天文学家克里斯托弗·昂肯(Christopher Onken)在一份声明中说。

一个巨大的黑洞邂逅甚大望远镜

J0529-4351 的质量大约是我们太阳系太阳的 170 亿倍。它是由 ANU 的斯普林格山天文台(Siding Spring Observatory)的望远镜探测到的,但要确认如此巨大的黑洞需要更大型望远镜的帮助。该团队转向了位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜(Very Large Telescope)。它拥有四台直径27 英尺的望远镜,是地球上最大的望远镜之一。他们利用它来确认黑洞的完整性质并测量其质量。  

“来自这个黑洞的光已经旅行了 120 多亿年才到达我们,”该研究的合著者、墨尔本大学(University of Melbourne)的天体物理学家瑞秋·韦伯斯特(Rachel Webster)在一份声明中说。“在青少年时期的宇宙中,物质混乱地运动,喂养着饥饿的黑洞。如今,恒星在安全的距离内有序运行,很少会落入黑洞。” 

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强烈的辐射来自黑洞周围的吸积盘,它为所有等待被吞噬的宇宙物质创造了一个“停泊区”。根据该团队的说法,它看起来像一个巨大的风暴细胞,温度超过 18,000 华氏度。该区域的宇宙风速度如此之快,可以在一秒钟内绕地球一周。 

接近极限?

吸积盘的直径约为七光年,即约 42 万亿英里。据该团队称,这使其成为已知宇宙中最大的吸积盘。 

该团队认为,这个黑洞可能接近爱丁顿质量极限。这是恒星或吸积盘质量的理论上限。需要更多的研究和观测才能更好地了解它的增长率。 

当这个类星体于 1980 年首次被发现时,天文学家认为它是一颗恒星。在 2023 年于智利和澳大利亚进行了更详细的观测后,它被重新分类。 

“这个类星体令人兴奋的地方在于,它就藏在眼皮底下,并且之前被误认为是一颗恒星,”耶鲁大学(Yale University)的天体物理学家普里亚姆瓦达·纳塔拉詹(Priyamvada Natarajan)在接受 Sky News 采访时说。纳塔拉詹没有参与这项研究。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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