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【宇宙】黑洞是如何转化成类星体的

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不严格地来说,在众多星系中心存在的“超大质量黑洞”中,可见光非常明亮的活动天体被称为“类星体”。要研究「黑洞是如何转化成类星体的」,首先必须找出黑洞和类星体的中间状态:即还处于被云雾半遮掩状态下的超大质量黑洞。
现在有力的理论认为,超大质量黑洞位于恒星形成活跃的“星暴星系”(Starburst Galaxies)的中心部,诞生时被浓密的尘埃和气体包裹着。在星暴星系中,新的恒星以比通常星系100~1000倍的速度诞生,并引起超新星爆发,让星体内部合成的大量重元素以尘埃和气体的形式被释放出来。然后,黑洞吞噬周围的物质不断长大,吸积盘放射出强烈的X射线和紫外线将气体和尘埃吹走,最终作为类星体被观测到。著名的星暴星系有大熊座的M82星系。星暴星系以迅猛的速度产生新星,同时又以迅猛的势头引起超新星爆发。迄今为止发现的最古老(最遥远)的类星体为2021年公布的「J0313-1806」,红移z=7.642 (大爆炸后约6.7亿年) [1]。


IP属地:北京1楼2022-04-25 00:58回复
    到目前为止,在大爆炸7~8亿年后的初期宇宙中,确实发现了一些星暴星系和类星体,但是没有找到支持在星暴星系的中心核产生超大质量黑洞并演化成为类星体的观测证据。
    不过在最近,丹麦哥本哈根大学的研究小组发现了连接这两种天体的“缺失的一环”——天体“GNz7q”。 发现GNz7q的是“GOODS”巡天项目(大天文台宇宙起源深空巡天)的观测区域之一“GOODS-North”的大熊座区域。GOODS是利用哈勃等太空望远镜和大型地面望远镜,对北天和南天两个区域进行长时间多波长观测的项目。该研究于2022年4月13日被发表于《自然》杂志。
    Fujimoto, S., Brammer, G.B., Watson, D.et al.A dusty compact object bridging galaxies and quasars at cosmic dawn.Nature604,261–265 (2022).


    IP属地:北京2楼2022-04-25 00:58
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      IP属地:北京3楼2022-04-25 00:58
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        GNz7q的红移为z=7.1899,相当于大爆炸约7.5亿年后的时代。根据哈勃的观测,发现GNz7q从极其狭窄的区域放射紫外线和红外线。这样的辐射被认为并非来自星系整体,而来自于落入黑洞的物质的光更合乎逻辑。
        根据研究人员的解析,GNz7q的宿主星系以相当于一年孵化1600个太阳的暴发性的速度产生新星。另外,GNz7q的光因被尘埃吸收而发生强烈的红化。更重要的是,虽然检测到了紫外线,却完全看不到X射线。这个特征与从普通的巨型黑洞中可以观测到紫外线和X射线形成鲜明对比。
        要解释这样的特征,只能认为中心黑洞还处于年轻、质量不大的成长过程的状态。也就是说,作为X射线源的吸积盘的中心部还被遮掩着,处于只发射紫外线的圆盘的外侧部分逐渐显现的阶段。
        研究发现这个天体从X射线到射电领域的电磁波谱特性与理论模拟预测非常一致。这表示GNz7q可能是第一个在宇宙初期爆发性形成恒星的星系中心迅速成长的黑洞的观测例。即GNz7q被认为是在宇宙初期发现的超巨大黑洞的前驱体。


        IP属地:北京4楼2022-04-25 00:58
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          IP属地:北京5楼2022-04-25 00:58
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            转自卜仆


            IP属地:北京6楼2022-04-25 00:59
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