由马克斯普朗克地外物理研究所领导的一组天文学家利用欧洲南方天文台超大望远镜干干仪上升级的重力仪器,确定了大爆炸后仅20亿年的星系中一个黑洞的质量。这个黑洞的质量是太阳的3亿倍,与它的宿主星系的质量相比,它的质量实际上是不足的。研究人员怀疑这里发生了什么。
关于这项工作的论文发表在《自然》杂志上。
在更局部的宇宙中,天文学家已经观察到星系的性质与位于其中心的超大质量黑洞的质量之间的密切关系,这表明星系和黑洞是共同进化的。一个关键的测试将是在宇宙早期探索这种关系,但对于这些遥远的星系,传统的直接测量黑洞质量的方法要么是不可能的,要么是极其困难的。
尽管这些星系经常发出非常明亮的光芒(它们在20世纪50年代首次被发现时被称为“类星体”或“类恒星物体”),但它们是如此遥远,以至于大多数望远镜都无法分辨。
马克斯·普朗克地外物理研究所的科学家Taro Shimizu说:“2018年,我们首次利用引力对类星体黑洞质量进行了突破性的测量。”“然而,这颗类星体离我们很近。现在,我们已经把红移一直推到了2.3,相当于110亿年的时间。”
![Black hole at the center of a galaxy in the early universe received less mass influx than expected, astro<em></em>nomers find](http://www.cizai.com.cn/file/upload/202401/31/150401371.jpg)
GRAVITY+现在开启了一种新的、精确的方法来研究黑洞在这个关键时期的生长,这个时期通常被称为“宇宙正午”,黑洞和星系都在快速生长。
马克斯·普朗克地外物理研究所所长弗兰克·艾森豪尔(Frank Eisenhauer)指出:“这确实是天文学的下一次革命——我们现在可以获得早期宇宙中黑洞的图像,比詹姆斯·韦伯望远镜清晰40倍。”他领导了重力仪器和重力+改进的开发小组。GRAVITY将ESO甚大望远镜的所有4个8米望远镜进行干涉测量,实质上创造了一个直径为130米的巨大虚拟望远镜。
该团队能够在空间上解析星系中心黑洞周围的气体云的运动,称为SDSS J092034.17+065718.0,因为它们在厚盘中旋转。这样就可以直接测量黑洞的质量。黑洞的质量是3.2亿太阳质量,与它的宿主星系相比,它的质量实际上是不足的,而宿主星系的质量大约是600亿太阳质量。这表明宿主星系比超大质量黑洞增长得更快,这表明在某些系统中,星系和黑洞的增长之间存在延迟。
“这个星系演化的可能情况似乎是强烈的超新星反馈,这些恒星爆炸在气体到达银河系中心的黑洞之前从中心区域排出气体,”同一个研究小组的科学家金毅上官说。“黑洞只能开始快速增长,并赶上星系的整体增长,一旦星系变得足够大,即使在超新星反馈的情况下,也能在其中心区域保留一个气藏。”
为了确定这种情况是否也是其他星系及其中心黑洞共同演化的主要模式,研究小组将对早期宇宙中的黑洞进行更高精度的质量测量。