天文学家发现已知质量最大的黑洞

天文学家发现已知质量最大的黑洞天文学家发现了可能是已知质量最大的黑洞，其质量大约为太阳质量的300亿倍。研究报告发表在《皇家天文学会月刊》（RoyalAstronomicalSociety，简称RAS）期刊上。天文学家是利用引力透镜和超级计算机模拟发现这个巨无霸黑洞的。该黑洞位于星系团Abell1201中的一个星系，虽然巨大无比但并不活跃，也就是它没有吞噬太多周围的物质而释放出巨大的能量。论文主要作者JamesNightingale博士称，此前发现的绝大多数超大质量黑洞都处于活跃状态，引力透镜让研究此类不活跃巨型黑洞成为可能。来源，，来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞

天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞天文学家近期借助“引力透镜”效应，观察到有史以来超大质量黑洞。法新社报道，这项于星期三（3月29日）刊登在《皇家天文学会月刊》（RoyalAstronomicalSociety，简称RAS）的研究说，科学家在前景星系中发现了一个超大质量黑洞，其质量是太阳质量的300亿倍以上，是迄今观察到的四大黑洞之一；距离地球约有20亿光年。领导这项研究的英国达勒姆大学的天文学家南丁格尔（JamesNightingale）说，他们是在一个“非常偶然的”情况下，在遥远宇宙中某个星系光线极其靠近黑洞时，透过“引力透镜”发现了超大质量黑洞（Supermassiveblackhole，简称SMBH）。“引力透镜”（GravitationalLensing）是科学家爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象。由于时空在大质量天体附近发生畸变，光线经过大质量天体附近时会发生弯曲，从而放大了遥远的宇宙，让遥远而暗弱的天体变得清晰。研究人员使用计算机模拟和哈勃太空望远镜的图像确认了这一发现，并排除其他可能性，如暗物质的过度集中等。南丁格尔说，新发现的黑洞预料是有纪录以来的最大质量黑洞，但鉴于所涉及的技术和各种不确定性，暂不能确定这一论述。超大质量黑洞位于星系的中心，利用巨大的引力像尘埃一样吞噬恒星，连光线都会被吞噬。从前，科学家经由观测黑洞吞噬恒星时释放的光型能量，或通过测量恒星经过时加速的轨道来发现这类大小的黑洞；但这些技术只对相对靠近地球的星系有效。南丁格尔说，天文学家能够通过引力透镜“发现其他99%的星系中的黑洞，这些星系目前是无法进入的”。天文学家目前已发现了500个引力透镜，其中至少有一个是超大质量黑洞。因此，当欧洲航天局在7月发射“欧几里德“宇宙飞船到外太空后，预计天分学家将在接下来六年里，经欧几里德发现10万个新引力透镜，开启一个“黑洞大数据时代”。

天文学家在宇宙的黎明中发现理论中"超大黑洞"存在的证据

天文学家在宇宙的黎明中发现理论中"超大黑洞"存在的证据长期以来，人们一直认为超大质量黑洞是由恒星质量黑洞经过数十亿年吞噬物质而形成的。最近对中等质量黑洞的观测似乎为这一假设提供了支持，这些黑洞是处于质量范围中间的罕见天体。但随着天文学家在更远的时空中窥探，他们发现越来越多的迹象表明，事情并没有那么简单。2017年，人们在太空的一个遥远角落发现了一个质量为8亿个太阳的黑洞，这意味着它在宇宙大爆炸后的几亿年里就长到了这么大--根据我们的模型，这种增长速度应该是不可能的。而且它远非孤例，在此之后还发现了100多颗当代巨星。一种可能的解释是，有些黑洞可能是通过其他方法形成的，这使得它们的起始质量比普通的超新星更大。这种假设认为，如果大量气体云坍缩，它们可能会形成质量约在1万到10万个太阳之间的黑洞。这项研究的合著者安迪-古尔丁（AndyGoulding）说："黑洞一旦形成，其增长速度就会受到物理限制，但那些天生质量较大的黑洞却拥有先机。这就像种植一棵树苗，它长成参天大树所需的时间比你从一粒种子开始种植所需的时间要短。"现在，天文学家声称他们首次发现了这种天体的证据，他们称之为"OutsizeBlackHole"。它位于一个名为UHZ1的星系中，距离地球132亿光年--这也意味着我们看到的是它132亿年前的样子，也就是宇宙大爆炸后不到5亿年的样子。包含UHZ1星系和首次潜在探测到的超大黑洞的空间区域的组合图像。紫色区域是钱德拉收集的X射线数据，红色、绿色和蓝色部分来自詹姆斯-韦伯X射线：NASA/CXC/SAO/ÁkosBogdán；红外线：NASA/ESA/CSA/STSCI；图像处理：NASA/CXC/SAO/L.Frattare&K.Arcand要在如此遥远的地方找到这个天体，需要钱德拉X射线天文台和詹姆斯-韦伯太空望远镜的联合力量，并借助一种叫做引力透镜的放大效应。一个前景星系团放大了来自UHZ1的微弱光线，使得两台望远镜能够捕捉到它。根据黑洞发出的X射线的亮度和能量，天文学家估计它的质量在1000万到1亿个太阳之间。这意味着它的质量和它的母星系中所有恒星的质量加在一起差不多，这个比例远远高于在更现代的星系中发现的超大质量黑洞。这些观测到的特征与"超大黑洞"的理论预测相吻合。"我们认为这是首次探测到'超大黑洞'，也是迄今为止获得的最好证据，证明一些黑洞是由大质量气体云形成的，"这项研究的合著者普里亚姆瓦达-纳塔拉詹说。"我们第一次看到超大质量黑洞在落后之前的一个短暂阶段，其重量与星系中恒星的重量差不多"。其他研究认为，这些早期巨星可能是由原始超大质量恒星变成超新星，甚至是自相互作用暗物质的坍缩形成的。当然，也有可能是多种机制在起作用，但只有进一步的观测才能帮助天文学家找出答案。这项研究的两篇论文分别发表在《自然-天文学》和《天体物理学杂志通讯》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395317.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395317.htm

所有超大质量黑洞都发生了什么？天文学家惊讶于韦伯数据

所有超大质量黑洞都发生了什么？天文学家惊讶于韦伯数据一项利用詹姆斯-韦伯太空望远镜进行的研究发现，活动星系核--快速增长的超大质量黑洞--比以前想象的要少见。这一发现表明宇宙更加稳定，并提供了对暗星系和识别这些星系核的挑战的见解。这些发现是利用JWST的中红外仪器（MIRI）得出的，表明我们的宇宙可能比想象的要稳定一些。这项工作还为观测暗星系、暗星系的特性以及识别AGN所面临的挑战提供了启示。在《天体物理学报》（TheAstrophysicalJournal）正式发表同行评审论文之前，一篇详细介绍JWST研究的新论文最近在arXiv上发表，该研究是在宇宙演化早期发布科学（CEERS）计划的支持下进行的。这项工作由昆士兰大学物理与天文学助理教授艾莉森-柯克帕特里克（AllisonKirkpatrick）领导，重点研究了宇宙中一个被称为"扩展格罗特地带"（ExtendedGrothStrip）的长期研究区域，该区域位于大熊座和波忒斯座之间。然而，以前对这一区域的研究依靠的是功率较小的一代太空望远镜。柯克帕特里克说："我们的观测是在去年6月和12月进行的，我们的目标是描述星系在宇宙恒星形成的全盛时期的样子。这是对过去70亿至100亿年的回望。我们利用詹姆斯-韦伯太空望远镜上的中红外仪器观测了100亿年前星系中的尘埃，尘埃可以掩盖正在形成的恒星，也可以掩盖正在成长的超大质量黑洞。因此，我进行了首次探测，以寻找这些星系中心潜伏的超大质量黑洞。"我们展示了MIRI指向1（右图）以及Spitzer/IRAC（中图）和MIPS（左图）对同一区域的观测结果。同一区域。光圈显示了每幅图像中探测到的光源位置（仅MIRI区域）。对于MIPS（IRAC）图像中，孔径为6英寸（2英寸），与仪器光束大小相对应。在IRAC图像中，蓝色对应通道1（3.6μm），绿色对应通道2（4.5μm），红色对应通道3（5.8μm）。在MIRI图像中，770W滤光片为蓝色，F1000W为绿色，F1280W为红色。资料来源：Kirkpatrick等人，arXiv:2308.09750发现与启示虽然每个星系中间都有一个超大质量黑洞，但AGN是更为壮观的天体动荡，会主动吸入气体，并显示出典型黑洞所没有的光度。柯克帕特里克和许多天体物理学家预计，分辨率更高的JWST勘测将比之前用斯皮策太空望远镜进行的勘测发现更多的AGN。然而，即使MIRI的功率和灵敏度都有所提高，在新的巡天中也几乎没有发现更多的AGN。柯克帕特里克说："结果与我的预期完全不同，这是我的第一个重大惊喜。新的发现是快速增长的超大质量黑洞非常稀少。这一发现引发了人们对这些天体下落的疑问。事实证明，这些黑洞的生长速度很可能比之前认为的要慢，考虑到我所研究的星系与我们过去的银河系相似，这就很耐人寻味了。早先利用斯皮策进行的观测只允许我们研究最亮、质量最大、超大质量黑洞快速增长的星系，这使得它们很容易被探测到"。柯克帕特里克说，天文学中的一个重要谜团在于了解典型的超大质量黑洞（比如在银河系等星系中发现的那些黑洞）是如何生长并影响其宿主星系的。她说："这项研究的结果表明，这些黑洞并没有迅速生长，吸收的物质有限，也许不会对它们的宿主星系产生重大影响。这一发现开启了黑洞生长的全新视角，因为我们目前的认识主要基于最大星系中质量最大的黑洞，它们对宿主星系有重大影响，但这些星系中较小的黑洞很可能没有影响。"2013年4月29日，在位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的洁净室里，工程师们一丝不苟地将詹姆斯-韦伯太空望远镜的中红外仪器植入ISIM（即综合科学仪器模块）。作为NASA哈勃太空望远镜的后继者，韦伯望远镜将成为有史以来最强大的太空望远镜。它将观测宇宙中最遥远的天体，提供最初星系形成的图像，并观察遥远恒星周围未被探索的行星。科大天文学家说，另一个令人惊讶的结果是这些星系中缺少尘埃。柯克帕特里克说："通过使用JWST，我们可以识别出比以往小得多的星系，包括那些与银河系大小相当甚至更小的星系，这在以前的红移（宇宙距离）条件下是不可能实现的。通常情况下，质量最大的星系由于恒星形成速度快而拥有大量尘埃。我曾假设质量较低的星系也会含有大量尘埃，但它们并没有，这打破了我的预期，提供了另一个引人入胜的发现。"柯克帕特里克认为，这项工作改变了人们对星系如何生长的理解，尤其是对银河系的理解。她说："我们的黑洞似乎很平淡，没有显示出太多的活动。关于银河系的一个重要问题是，它是否曾经活跃过，或者经历过AGN阶段。如果大多数星系都像我们的银河系一样缺乏可探测到的AGN，这可能意味着我们的黑洞在过去从未如此活跃过。最终，这些知识将有助于约束和测量黑洞质量，揭示黑洞生长的起源，而这仍然是一个未解之谜。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381229.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381229.htm

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜两个超大质量黑洞的合并是一个早已被预测到的现象，尽管从未被直接观测到过。天文学家提出的一个理论是，这些系统的质量如此之大，以至于它们耗尽了宿主星系中驱动合并所需的恒星物质。利用双子座北望远镜的档案数据，一个天文学家小组发现了一个双黑洞，为这一观点提供了有力的证据。据研究小组估计，这个双黑洞的质量是太阳质量的280亿倍，是迄今为止测量到的最重的双黑洞。这次测量不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料，而且还支持了一个由来已久的理论，即超大质量黑洞双星的质量在阻止超大质量黑洞合并方面起着关键作用。资料来源：NOIRLab/NSF/AURA/J.daSilva/M.Zamani几乎每个大质量星系的中心都有一个超大质量黑洞。当两个星系合并时，它们的黑洞会形成一对双星，这意味着它们处于相互束缚的轨道上。据推测，这些双星最终会合并，但这一现象从未被观测到过[1]。几十年来，天文学家们一直在讨论这样的事件是否可能发生。在最近发表于《天体物理学报》（TheAstrophysicalJournal）的一篇论文中，一个天文学家小组提出了对这一问题的新见解。一个天文学家小组利用由美国国家科学基金会NOIRLab负责运行的双子座北望远镜（国际双子座天文台的一半）提供的档案数据，测量出了迄今发现的最重的一对超大质量黑洞。两个超大质量黑洞的合并是一种早已被预测到的现象，但从未被观测到过。这对超大质量黑洞提供了一些线索，说明为什么宇宙中发生这种事件的可能性如此之小。双子座北区前所未有的洞察力研究小组利用夏威夷双子座北望远镜（由美国国家科学基金会资助的NOIRLab运行的国际双子座天文台的二分之一）的数据，分析了位于椭圆星系B20402+379内的一个超大质量黑洞双星。这是迄今为止唯一一个被分辨得足够详细，可以分别看到两个天体的超大质量黑洞双星，[2]而且它还保持着迄今为止直接测量到的最小间隔记录--仅仅24光年[3]。虽然如此接近的分离预示着强大的合并，但进一步的研究发现，这对天体已经在这个距离上停滞了30多亿年，这不禁让人产生疑问：是什么阻碍了合并？双黑洞合并的挑战为了更好地了解这个系统的动态及其停止的合并，研究小组研究了双子座北区的双子座多目标摄谱仪（GMOS）的档案数据，这些数据使他们能够确定黑洞附近恒星的速度。"GMOS出色的灵敏度使我们能够测绘出恒星在靠近星系中心时的速度，"论文共同作者、斯坦福大学物理学教授罗杰-罗曼尼（RogerRomani）说。"有了这些，我们就能推断出居住在那里的黑洞的总质量。"据研究小组估计，这对双星的质量是太阳质量的280亿倍，是迄今测量到的最重的双黑洞。这一测量结果不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料，而且还支持了一个由来已久的理论，即超大质量双黑洞的质量在阻止潜在合并中起着关键作用[4]。"为国际双子座天文台提供服务的数据档案蕴藏着一座尚未开发的科学发现金矿，"国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁-斯蒂尔说，"对这个极端超大质量双黑洞的质量测量是一个令人敬畏的例子，说明了探索这一丰富档案的新研究可能产生的影响。"二进制系统的形成与未来了解这个双星是如何形成的，有助于预测它是否以及何时会合并--一些线索表明，这对双星是通过多个星系合并形成的。首先，B20402+379是一个"化石星系团"，这意味着它是整个星系团的恒星和气体合并成一个大质量星系的结果。此外，两个超大质量黑洞的存在，加上它们巨大的总质量，表明它们是由多个星系的多个较小黑洞合并而成的。星系合并后，超大质量黑洞不会正面相撞。相反，当它们进入一个有束缚的轨道时，就会开始互相弹射。它们每经过对方一次，能量就会从黑洞传递到周围的恒星。随着它们能量的流失，这对黑洞被越拖越近，直到相距仅有一光年时，引力辐射占据上风，它们才会合并。这一过程已经在成对恒星质量的黑洞中被直接观测到--有史以来的第一次记录是在2015年通过引力波的探测--但从未在超大质量的双星中观测到过。停滞不前的合并与未来联合的可能性通过对该星系巨大质量的新了解，研究小组得出结论，需要有数量特别多的恒星才能减缓双星轨道的速度，使它们如此接近。在这个过程中，黑洞似乎甩掉了它们附近几乎所有的物质，使得星系核心缺少恒星和气体。由于没有更多的物质来进一步减缓这对天体的轨道，它们的合并在最后阶段停滞了。罗曼尼说："通常情况下，黑洞对较轻的星系似乎有足够的恒星和质量来驱动两者迅速结合在一起。由于这对黑洞非常重，因此需要大量恒星和气体来完成这项工作。但是这对黑洞已经将中央星系中的这些物质清除干净，使它停滞不前，可供我们研究。"这对天体究竟会克服停滞状态，最终以数百万年的时间尺度合并，还是永远继续在轨道上徘徊，目前尚无定论。如果它们真的合并，产生的引力波将比恒星质量的黑洞合并产生的引力波强大一亿倍。这对天体有可能通过另一次星系合并来征服最后的距离，这将为星系注入更多的物质，或者有可能是第三个黑洞，从而使这对天体的轨道慢到足以合并。不过，鉴于B20402+379是一个化石星系团，另一个星系合并的可能性不大。"我们期待着对B20402+379的内核进行后续调查，我们将研究其中存在多少气体，"论文第一作者、斯坦福大学本科生TirthSurti说。"这应该能让我们更深入地了解超大质量黑洞最终能否合并，或者它们是否会作为双星搁浅。"说明虽然有证据表明超大质量黑洞之间的距离只有几光年，但似乎没有一个黑洞能够跨越这个最终距离。关于这种事件是否可能发生的问题被称为"最终-秒差距问题"，几十年来一直是天文学家们讨论的话题。以前曾对含有两个超大质量黑洞的星系进行过观测，但在这些情况下，它们相距数千光年--太远了，不可能像在B20402+379中发现的双星那样处于相互结合的轨道上。其他黑洞动力源的距离可能更小，不过这些都是通过间接观测推断出来的，因此最好归类为候选双星。这一理论最早是由贝格尔曼等人于1980年提出的，根据数十年来对星系中心的观测，这一理论一直被认为是存在的。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422216.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422216.htm

天文学家在银河系发现巨型黑洞 质量接近太阳 33 倍

天文学家在银河系发现巨型黑洞质量接近太阳33倍一个国际研究团队16日宣布，其成员借助“盖亚”空间探测器，在银河系发现一个巨型黑洞，其质量接近太阳的33倍。该研究成果发表在新一期国际《天文和天体物理学》周刊上。参与研究的以色列特拉维夫大学当天发表声明说，研究团队在整理分析欧洲航天局“盖亚”空间探测器获取的新一批数据时，发现恒星级黑洞“盖亚BH3”，并确定其质量接近太阳的33倍。