韋伯望遠鏡發現古老星系中的超大質量黑洞

【2023年06月13日訊】(記者林達編譯報導)天文學家利用韋伯望遠鏡發現了一顆位於GS-9209星系中心的古老的超大質量黑洞,距地球250億光年。天文學家說,它的發現證明了大型黑洞會阻止恆星的形成。

這項發表於5月22日的《自然》雜誌上的研究稱,在一個名為GS-9209的星系中心發現了一個超大質量黑洞,該星系是迄今為止已探測和紀錄的最遙遠星系之一。

愛丁堡大學團隊使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)觀察了這個星系,並揭示出它的構成和歷史的最新細節。

領導這項研究的亞當·卡納爾(Adam Carnall)博士說,這台史上最強大的望遠鏡向我們展示,在宇宙最初的十億年間,星系增長比天文學家認為的更大更早。

「這項工作讓我們第一次真正詳細地了解這些早期星系的特性,描繪了GS-9209星系形成的歷史細節,它在宇宙大爆炸後的短短8億年內就孕育形成了與今天的銀河系一樣多的恆星,」他說。

卡納爾說,GS-9209星系中心存在這顆「巨大的黑洞」讓人大為驚喜」,因為它為一個天文學理論提供了依據,即:超大質量黑洞導致了早期星系中恆星形成過程的終止。

「看到超大質量黑洞的證據真是出乎意料,」卡納爾說。 「如果沒有韋伯望遠鏡,這種細節我們就永遠無法看到。」

GS-9209星系是卡琳娜·卡普蒂(Karina Caputi)於2004年發現的,她曾是愛丁堡大學的博士生,現任荷蘭格羅寧根大學宇宙觀測學教授。

雖然GS-9209擁有的恆星數量與銀河系大致相同,總質量相當於 400 億個太陽,與銀河系的總質量相比,還不及銀河系大小的十分之一。研究人員說,這是一個已知的宇宙最早期星系停止孕育恆星的例子。

超大質量黑洞可以阻止恆星的形成,因其生長會釋放出大量的高能輻射,這些輻射會導致氣體升溫並將其推出星系。而星系需要巨大的氣體和塵埃雲在自身引力的作用下坍縮,從而產生新的恆星。

「黑洞如此巨大意味著它在過去一定非常活躍,大量氣體落入其中,這會像類星體一樣發出極其明亮的光芒,」卡納爾說。 「從星系中心的黑洞噴出的所有能量都會嚴重擾亂整個星系,阻止氣體坍縮形成新的恆星。」 ◇

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