超愛丁頓吸積黑洞發現

超愛丁頓吸積黑洞發現

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人民网

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http://kpzg.people.com.cn/BIG5/n1/2024/1106/c404214-40354867.html

一個早期宇宙矮星系，其中心有一個快速吞噬物質的黑洞（藝術圖）。 圖片來源：美國國家科學基金會國家光學紅外天文研究實驗室

天文學家發現了一個在宇宙大爆炸后僅15億年就能以極端速度吞噬物質的超大質量黑洞。這是一個超愛丁頓吸積黑洞，其吞噬物質速度超過愛丁頓極限40倍。這一發現為了解早期宇宙中超大質量黑洞快速增長機制提供了寶貴線索。相關論文發表在最新一期《自然·天文學》雜志上。

這個名為LID-568的黑洞是由一個國際天文學家團隊發現的。他們結合詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）與錢德拉X射線天文台的數據，創新地使用了JWST上的積分場光譜儀而非傳統狹縫光譜儀。這種方法允許獲取每個像素的光譜信息，而不僅僅是一個狹窄的區域。

通過全面觀察目標星系及其周邊環境，團隊意外地發現了中心黑洞周圍存在強大的氣體外流現象。根據其速度和規模，他們推測，LID-568的質量增長，可能是通過一次性快速吸積過程實現的。

研究發現，LID-568正以超過愛丁頓極限40倍的速度吞噬物質。愛丁頓極限是指黑洞能夠達到的最大亮度及物質吸收速率，以確保其內部引力與因物質壓縮發熱產生的外向壓力相平衡。

當團隊計算出LID-568的亮度遠超理論上限時，便意識到這些數據可能隱藏著重要發現。這種極端情況表明，超愛丁頓極限的快速進食機制，可能正是宇宙早期就能出現如此重量級黑洞的原因。

這些發現為超大質量黑洞形成過程提供了新的視角。這些黑洞可能是來自宇宙首批恆星的死亡（輕種子模型），或是由大量氣體直接坍縮形成（重種子模型）。而今超愛丁頓吸積黑洞的發現意味著，無論是輕種子還是重種子，都有可能經由一次快速吸積事件，經歷了顯著的質量增長。

LID-568的發現同時証明了黑洞有可能突破愛丁頓極限，從而為天文學家提供了探索發生這一現象的契機。